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2014 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA Alderete, J. y otros. (1995)”Matemática para la Educación Básica Serie Roja: El mundo de los números y la aritmética” Dicesare Mirta, Caruso Susana, Fondere, Silvina apuntes de clase: “Nociones de Geometría del plano”, Revista 17–noviembre 2008 – SECCIÓN MATEMÁTICA Y CURRICULUM: “Los números decimales en la EGB”. www.mendomatica.mendoza.edu.ar Revista 17–noviembre 2008 – SECCIÓN TEMAS DE MATEMÁTICA: “Los números decimales”. www.mendomatica.mendoza.edu.ar Revista Nº 18 – Abril 2009 – Sección Currículum y Matemática 12 www.mendomatica.mendoza.edu.ar Revista Nº 18 – Abril 2009 – Sección Currículum y Matemática 9 www.mendomatica.mendoza.edu.ar María Cristina Bisbal de Labato, y otros. Serie Horizontes. Ciclo Básico de Educación Secundaria. Escuelas Rurales. “MATEMÁTICA. CUADERNO DE ESTUDIO 1 Y 2”. LIBROS DE LOS EJERCICIOS Liliana Laurito y otros. Editorial Puerto de Palos: “MATEMÁTICA 8 Activa” Adriana Berio y otros. Editorial Puerto de Palos. MATEMÁTICA 8 3º E.S.B. en estudio Luis Garaventa y otros. Editorial Aique: “CARPETA DE MATEMÁTICA 8”. Mariana Aragón y otros. Editorial Estrada. “MATEMÁTICA Carpetas de actividades 8”. SELECCIÓN DEL MATERIAL DE ESTUDIO Profesoras: Loreto Calot, Silvina Fondere Flavia Minatelli Página 2 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli PRESENTACIÓN DEL MATERIAL ESTIMADO ALUMNO El material que encontrarás a continuación contiene tres bloques temáticos, el primer bloque presenta una selección de contenidos de Sistemas Numéricos, el segundo bloque presenta una selección de contenidos de Geometría (nociones del plano) y finalmente el tercer bloque presenta algunos problemas para resolver con interpretación, lectura y análisis de gráficos de funciones, tablas, enunciados y fórmulas. Esta selección procura fomentar la actividad de lectura comprensiva, que conlleva al alumno a trabajar en Matemática con el razonamiento, las distintas formas de comunicación y los problemas, la Matemática es mucho más saber hacer que meramente saber. Cada bloque comienza con una serie de actividades que puedes emprender con los instrumentos que ya dominas, hay ejemplos en el marco teórico que te ayudarán a internalizar los diferentes conceptos y a continuación encontrarás numerosos problemas con complejidad creciente. Te pedimos que leas comprensivamente los textos presentados y que resuelvas los problemas de cada bloque. En los encuentros de febrero podremos trabajar sobre las temáticas del cuadernillo para que aclares dudas o reafirmes tus conclusiones a través de las explicaciones que recibirás del profesor especializado a cargo La excelencia te convierte en una persona de éxito, determinada, que sabe todo lo que hace y todo lo que quiere, porque el lugar donde hoy estás no es tu llegada sino tu lugar de partida hacia el cumplimiento de tu sueño. BERNARDO STAMATEAS Página 3 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli MARCO TEÓRICO Esfuérzate, sé valiente y te darás cuenta de que cuando empieces a moverte, todo lo que hagas va a tener resultados extraordinarios. BERNARDO STAMATEAS Página 4 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli EL CONJUNTO DE LOS NÚMEROS NATURALES. Para designar al conjunto de los números naturales utilizamos el símbolo lN. Si definimos a este conjunto por extensión (haciendo abuso de la notación), será: lN = { 0, 1, 2, 3, 4, ...} Habrás notado que algunos autores excluyen el cero del conjunto de los naturales. Debes entender que se trata de una convención. En nuestro caso adoptamos la otra, justificada por el hecho de que al considerar el cero como número natural, (0ϵ IN), la relación “menor o igual que” (≤) definida en el conjunto IN, resulta ser una relación de orden. Para hacer referencia a los números naturales no nulos, tenemos un símbolo: IN * 1,2,3,... , es decir IN * IN 0 . Cuando hablamos de los números naturales es conveniente observar que se trata de un conjunto, y se presentan ordenados en un una sucesión Algunas características de los naturales son: Se parte de un elemento especial: el cero. Tampoco se cierra sobre sí mismo como ocurre con los números del reloj, que después del 12 sigue el número 1, de partida. Es un conjunto infinito, no tiene último elemento. No existen números naturales intercalados entre los de la sucesión, es discreto. En otras palabras entre dos números naturales existe un número finito de números naturales. Para los niños, estas características pueden partir, hasta quinto año, de la observación guiada e informal y en ejercicios que las evidencien, y darse en forma explícita en sexto de la siguiente manera: Tiene primer elemento: el cero. Es un conjunto infinito, no tiene último elemento. Todo número tiene antecesor y sucesor, menos el cero que sólo tiene sucesor Recta numérica. Resulta muy útil tener una imagen geométrica para IN, esto es, asociar a cada número natural un punto de una recta en la cual previamente se fijó una escala. Entre dos puntos naturales existen infinitos puntos de la recta a los cuales no les corresponde ningún número natural. La recta numérica se irá completando con números de otra naturaleza. OPERACIONES DEFINIDAS EN lN. Adición. Es una operación definida en lN y es: a + b = c donde a, b y c son números naturales. Los números que intervienen reciben los siguientes nombres: 372 + 421= SUMANDOS 793 SUMA Página 5 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Propiedades fundamentales: Asociativa: ( a , b , c )( a , b , c IN ) : a b c ) ( a b c a b c Para toda terna a, b, c de números naturales se cumple que a + b + c = (a + b) + c = a + (b + c) Conmutativa: ( a , b )( a , b IN ) : a b b a Para todo par a y b de números naturales, se cumple que a + b = b +a Existencia del elemento neutro: Es el 0 (cero) porque a + 0 = 0 + a = a. Esto se cumple para todo número natural a. Todas las propiedades que se mencionaron son demostrables, sin embargo a lo largo de la escuela primaria y la secundaria inclusive, las aceptaremos simplemente como válidas y las verificaremos con ejemplos numéricos. Atención!!: Demostrar y verificar son cosas totalmente diferentes. Multiplicación. Es la operación definida de lN en lN, llamada producto entre a y b, donde a y b son números naturales y b ≠ 0 no es otra cosa que la suma reiterada de a, b veces. Esto es: a x b = a + a + a + ........ b veces el sumando a La definición de producto queda completa estableciendo que a x 0 = 0 x a = 0. Los números que intervienen en la multiplicación se llaman: 372 x 2= FACTORES 744 PRODUCTO Propiedades fundamentales : Asociativa: ( a , b , c )( a , b , c IN ) : a b c ) ( a b c a b c Para todo a, b, c naturales, es a x b x c = (a x b) x c = a x (b x c) Conmutativa: ( a , b )( a , b IN ) : a b b a Para todo a y b de lN, es: a x b = b x a Existencia del elemento neutro: Es el 1 (uno) porque a x 1 = 1 x a = a . Esto se cumple para todo natural. Propiedad distributiva de la multiplicación respecto a la suma: ( a , b , c )( a , b , c IN ) : a b c a c b c Sean a, b, y c números naturales cualesquiera, es (a + b) x c = a x c + b x c Potenciación La potenciación es una forma abreviada de escribir una multiplicación. an = a x a x a x ... n me indica el número de veces que multiplico el número a Página 6 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Los números que intervienen en la potenciación se llaman: exponente an = b base potencia En estas escrituras hay algunas convenciones: Cuando a es un número natural diferente de cero: a0= 1 Cuando a es un número natural cualquiera: a1 = a Además recordemos que: a2 se lee “a elevado a la dos” o “a elevado al cuadrado” a3 se lee “a elevado a la tres” o “a elevado al cubo” ¿Te preguntaste de dónde aparecen estas expresiones? La primera de ellas, por ejemplo, se explica por el hecho de calcular el área de un cuadrado cuyo lado tiene longitud a; en cuanto a la segunda nos permite expresar el volumen de un cubo con arista de longitud a. Recuerda que cuando un número se representa como una potencia, se dice que está escrito con “notación exponencial”. ORDEN – COMPARACIÓN. En el conjunto de los IN (naturales), la igualdad: a x b nos sugiere una condición: a b , que se lee “ a es menor o igual que b”. En efecto: decimos que un número natural a es menor o igual que otro b, si y solo sí, existe un número natural x, tal que sumado a a da como resultado b. a , x , b ) a . x .b IN : a x b a b Cuando comparamos dos números naturales por ≤ estamos diciendo que hay dos posibilidades (excluyentes una de la otra): a b o a=b En el caso a ≤ b, con b ≠ a, también se dice que “a es menor estrictamente que b”. Análogamente a ≥ b, que se lee: “a es mayor o igual que b” nos permite indicar a b o a=b Ten en cuenta que es lo mismo decir: a b 6 9 o o ba 96 Lo importante es que dados dos números naturales a, b se verifica una y sólo una de las siguientes afirmaciones: a<b ; a>b ; a=b (en este caso estamos indicando que a y b representan el mismo número). También se dice que todo número natural siempre se puede comparar por la condición a b o a b . Página 7 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli La siguiente lista consigna todas las posibilidades que podemos tener en cuenta. a < b; a > b; a ≤ b; a ≥ b; a < b; a > b; a ≤ b; a ≥ b; a ≠ b; a=b La recta numérica facilita la interpretación de cada una de las situaciones que figuran en la lista, por cuanto nos suministran información referente a la posición relativa de los dos puntos correspondientes. Observando la posición relativa de la representación gráfica de dos números naturales en la recta numérica nos damos cuenta que: Si x< y, entonces el punto asociado a x queda, en la recta de números, a la izquierda del correspondiente a y. Si x>y, entonces el punto asociado a x queda, en la recta de números a la derecha de del correspondiente a y. Mediante la condición x ≤ y, definimos una relación que es un orden. x y Posibles cálculos en IN Sustracción Dados dos números naturales a y b, llamados minuendo y sustraendo, se llama diferencia a b a un número natural c, si existe, tal que sumándole el sustraendo da el minuendo. Es evidente que hay una restricción porque en la definición se habla de número natural c, si existe, que puede o no existir. Es necesario que el minuendo no sea menor que el sustraendo. Ahora si es a≥b en tonces: abc cba Recordemos los nombres de los números que intervienen en la sustracción: 3 7 2 - Minuendo 1 5 2 Sustraendo 2 2 0 Resta o diferencia ¿Por qué nos salteamos la resta a la hora de definir las operaciones? Porque la sustracción no es una operación dentro del conjunto de los naturales, aunque sí es un cálculo. ¿Cuál es el resultado de restar 5 – 8? ¿La cuenta tiene solución si trabajamos con los números naturales? Sabemos que la suma de dos números naturales existe y siempre es única; lo mismo podemos afirmar del producto entre dos números naturales. Sin embargo no pasa lo mismo cuando hablamos de la resta entre números naturales como pudimos observar en el ejemplo mencionado. Es por ello que no podemos decir que la resta en una operación sino sólo un cálculo. En síntesis: para hablar de una operación es necesario que el cálculo este definido para todo número que pertenezca al conjunto numérico en el que estamos trabajando. Aunque no sea una operación en el conjunto IN, hay que saber calcular restas y manejar el vocabulario que corresponde. Página 8 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Observa el análisis de la suma 3+4 y la diferencia 7- 4: 3 + 4 = 7 la suma o adición. Los términos 7 - 4 la diferencia o resta. = 3 Por todo lo dicho resulta que expresiones como: a x b, con a y b de IN, Llamadas ecuaciones aditivas en x, tienen a veces, su conjunto solución vacío. Ejemplo:1) x+1200=1720. ¿Cuál es el valor de x? +1200 x 1720 -1200 2) x+8=6. ¿Cuál es el valor de x? Ninguno. S División. Dados dos números naturales a y b , con b ≠ 0, llamados dividendo y divisor respectivamente, se llama cociente a/b a un número natural c, si existe, tal que dé el dividendo cuando se lo multiplica por el divisor. Esto es: Recordemos: a / b c significa que a c b divisor dividendo 3251 051 resto 8 406 3 cociente El cociente a/b también es posible expresarlo a : b o Lo mismo que en la sustracción, la división no es operación dentro de los naturales. División entera – división exacta División exacta es aquella donde el cociente es un número entero y el resto es igual a cero. Ejemplo: 12 :4 =3 División entera: es aquella donde el cociente es entero y el resto es igual o mayor que cero y menor que el divisor. Página 9 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Esto es: Si D d r c D d c r y 0rd El genio es un uno por ciento de inspiración, y un noventa y nueve por ciento de transpiración. Thomas Alva Edison (1847-1931). Página 10 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli EL CONJUNTO DE LOS NÚMEROS ENTEROS. Sólo haremos una mención superficial respecto de estos números. Si bien los números enteros recién fueron usados por los matemáticos con la misma categoría que los números naturales en el siglo XVlII, te lo presentamos en segundo término porque para encarar el tema de conjuntos numéricos elegimos partir de los números naturales y por sucesivas ampliaciones llegar a los enteros, decimales y racionales. ℕ⊂ℤ⊂ ⊂ℚ⊂ℛ 0 Para designar al conjunto de los números enteros utilizamos la letra ℤ. El mismo está formado por los enteros positivos ( Z ), el cero y los enteros negativos ( Z ). Por extensión, y haciendo abuso de la notación, este conjunto será: 3; 2; 1;0; 1;2; 3; 4;... Los números enteros tienen un distintivo: el signo. Para expresar un número negativo utilizamos el signo “–“ que tiene un significado diferente al signo negativo que expresa una sustracción. Lo mismo ocurre con el signo “+”, aunque, por convención, cuando un número es positivo el signo no se coloca. Los números enteros resuelven el problema de la sustracción y de las ecuaciones del tipo: a x b con a b . Ejemplo: 6 x 4 ; dentro de los naturales 4 6 no tiene solución, sin embargo en el conjunto de los enteros es 4 6 2 Además este nuevo conjunto numérico permite interpretar diversas situaciones: fechas anteriores al nacimiento de Cristo; distancias bajo el nivel del mar; saldo deudor; las pérdidas de una empresa; temperaturas bajo cero etc. Por ser una ampliación de los naturales, en este nuevo conjunto siguen vigentes las operaciones válidas en el conjunto de los naturales, lo mismo que sus propiedades características. A las propiedades conocidas, se le agregan: Número opuesto: todo número entero tiene un opuesto, tal que la suma del número y su opuesto es cero. Por ejemplo: el opuesto de 3 es –3 entonces 3 + (-3) =0. De la misma forma el opuesto de –4 es 4, entonces (-4) + 4 = 0 Con esta última propiedad se ha ganado una operación: la sustracción. Características: No hay ni primer ni último elemento. Es un conjunto infinito. No existen números enteros intercalados entre los de la sucesión: es no denso o discreto. Todo número tiene antecesor y sucesor. Todo número tiene su opuesto. El cero es negativo y positivo a la vez. Recta numérica. En la recta numérica se representan el cero, los números enteros negativos (a la izquierda) y los números enteros positivos (a la derecha). Recuerda que la recta esta graduada. Página 11 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli -3 -4 -2 -1 0 1 2 3 4 Los números opuestos se encuentran a la misma distancia del cero. La distancia que existe entre un número y el cero se llama módulo o valor absoluto. Por lo tanto los números opuestos tienen el mismo módulo. Para expresar el módulo de un número se utilizan las barras de valor absoluto. Ejemplo: l3l=3 y l –3 l = 3 El 3 y el –3 están a una distancia de tres unidades del cero. OPERACIONES CON NÚMEROS ENTEROS. Adición. Para adicionar números enteros tendremos en cuenta las siguientes indicaciones: Si los dos tienen igual signo (son los dos positivos o los dos negativos), sumamos sus módulos y al resultado le colocamos el mismo signo que tienen los sumandos. Ejemplos: 12 + 4 = 16 -12 + (-4) = -16 Si los sumandos tienen distinto signo resto sus módulos y al resultado le colocamos el signo del que tiene el sumando de mayor valor absoluto. Ejemplos: 15 + (-3) = 12 -15 + 3 = -12 La adición en Z cumple con las siguientes propiedades: conmutativa, asociativa, existencia del elemento neutro, existencia del elemento inverso aditivo u opuesto. Propiedades de la adición Propiedad conmutativa El orden de los sumandos no altera la a + b = b + a suma. Propiedad asociativa: Dados dos o más números enteros la suma final no varía si se a + b + c = (a + b) + c = a +( b + c) reemplazan varios sumandos por su suma ya efectuada. Ley del neutro elemento Existe en el conjunto Z, el elemento cero que a + 0= 0 + a = a sumado a cualquier número entero, no altera la suma. Página 12 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Ley del opuesto elemento Todo elemento del conjunto Z, admite un opuesto, tal que sumado a + (-a)= (-a) + a = 0 al número dado, da por resultado cero. Multiplicación. Cuando multiplicamos dos números enteros debemos respetar las siguientes reglas de los signos: Al multiplicar dos factores de igual signo (los dos positivos o los dos negativos) el resultado es positivo. Al multiplicar dos factores de distinto signo (uno es positivo y el otro es negativo) el resultado es negativo. La multiplicación cumple con las siguientes propiedades: conmutativa, asociativa, existencia del elemento neutro, distributiva con respecto a la adición y sustracción. (Ver cuadro de propiedades.) Propiedades de la multiplicación Propiedad conmutativa El orden de los factores no a . b = b . a altera el producto. Propiedad asociativa: Dados dos o más números enteros el producto final no varía si se reemplazan varios a . b . c = (a . b) . c = a .( b . c) factores por su producto ya efectuado. Ley del elemento Existe en el conjunto Z, el elemento uno que neutro multiplicado a cualquier 1 . 0= 1 . a = a número entero, no altera el producto. Ley del elemento Existe en el conjunto Z, el elemento cero que absorbente multiplicado a cualquier a . 0= 0. a = 0 número entero, da por resultado cero. Propiedad El producto de un número distributiva de la entero por una suma d . (a+ b –c)=d.a +d.b - d.c multiplicación algebraica, puede ser respecto de la obtenido calculando la suma (a+b –c) . d =a.d +b.d – c.d suma y la resta de los productos de cada término de la suma por el factor considerado. Página 13 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Sustracción. La sustracción no es más que un caso particular de la adición. Restar un número entero es lo mismo que sumar su opuesto. a – b = a + (- b) Ejemplos: 200 – (-150) = 200 + (+150) =350 - (+150) = 100 + (-150) = - 50 Suma algebraica. Se denomina suma algebraica a la sucesión de adiciones y sustracciones. Para resolver una suma algebraica se procede así: a la suma de los números precedidos por el signo “+” se le resta la suma de los números precedidos por los signos “-” Ejemplos: -17 – 8 - 5 + 3 + 21 – 12 + 5 = (21 + 3 ) – (17 + 8 +12) = 24 - 37 = -7 Si un mismo número está sumando y restando en el mismo miembro lo puedo cancelar. Supresión de paréntesis. Recuerda : Todo paréntesis precedido del signo + se pueden eliminar sin cambiar el signo de los términos que están encerrados en él. a) 2 + (11 - 4) = 2 + 11 - 4 2+ 7 = 13 - 4 9 = 9 Todo paréntesis precedido del signo - se pueden eliminar cambiando el signo de todos los términos que están encerrados en él. b) 12 - (11 - 4) = 12 - 11 + 4 12 - 7 = 1 +4 5 = 5 Si en el ejercicio aparecen paréntesis, corchetes y llaves, se suprimen en ese orden, aplicando las mismas reglas de supresión de paréntesis. POSIBLES CÁLCULOS CON ENTEROS División. Para dividir números enteros, dividimos sus módulos y al cociente le colocamos el signo que corresponde según la regla de los signos de la multiplicación. : : : : Página 14 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Operaciones combinadas. Para resolver cálculos con operaciones combinadas debemos respetar este orden. (+6) . (-5) – (7+2) : (-3) – 3 + 4 = (-30) - 9 : (-3) – 3 + 4 = (-30) -30 + (-3) 3 - 3+4= - 3 +4= -30 + 4 = -26 Se separa en términos. Se resuelven las operaciones indicadas entre paréntesis. Se resuelven las multiplicaciones y divisiones. Cuando dos términos son números opuestos, se pueden cancelar. Se resuelven las sumas y las restas. Potencias de números enteros. Una vez más recordamos que el conjunto de los números enteros es una ampliación del conjunto de los números naturales. Por lo tanto todo lo que ya sabíamos para el conjunto de los naturales se cumple en el conjunto de los enteros. Veamos el significado de las potencias de exponente positivo en el conjunto de los enteros, para ello presentamos distintas situaciones. 1) Si a es un número estrictamente positivo, entonces a x a x a x.....x a , n veces, se escribe an 2) Si a es un número estrictamente negativo, entonces a x a x a x.....x a , n veces, n se escribe a . La base es a y el exponente es n. 3) Si a es 0 y n>0, entonces: 0n 0 . 4) Si a es un entero no nulo, y n=0, entonces a0 1 5) Si a es un entero cualquiera, y n=1, entonces a1 a Regla de los signos: si la base es positiva el resultado es positivo. Si la base es negativa el resultado depende del exponente: - si es par el resultado es positivo. - si es impar el resultado es negativo. +par = + - par +impar = + - =+ impar Para tener en cuenta: 2 2 ( 2) 2 4 4 Si una potencia tiene base negativa, esta se debe encerrar entre paréntesis. Radicación. Es la operación inversa de la potenciación. Índice n a r raíz radicando Página 15 de 94 =- Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Regla de los signos: Si el índice es par y el radicando es positivo, la raíz es positiva. Si el índice es par y el radicando es negativo, no se puede calcular. Si el índice es impar, la raíz resulta del mismo signo del radicando par impar par impar no tiene solucción Recuerda: cualquier raíz de cero es cero: n 0 0 La mejor forma de librarse de un problema es resolverlo. Brendan Francis EL CONJUNTO DE LOS NÚMEROS DECIMALES En este apunte vamos a tratar sobre los números Decimales y sus operaciones, es decir vamos a tratar nociones referentes al Sistema de numeración decimal. Recordemos primero con el siguiente diagrama la cadena de inclusión de los distintos conjuntos numéricos. ID IN 0 1 2 -1 -3 -15 0,2 - 5 3 7 0,3 6 -1,5 2 7 5 -26 -0,333 25,4 3,25 1,26 El diagrama nos otorga la siguiente información: IN Z IDQ Donde: IN es el conjunto de los números naturales: 0; 1; 2; … Z (del alemán Zahl) es el conjunto de los números enteros … -3; -2; -1; 0; 1; 2; 3; … ID es el conjunto de los números decimales que como ya nos explayaremos más adelante 2 5 3 2 acepta dos formas de escritura, la posicional y la fraccionaria … ;0,4; ; 1,5;0;1; 5 5 3 Q es el conjunto de los racionales : ; 0; 1 4 ; 0, 3; ; 1, 26; 3... 2 4 Página 16 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli A partir de este diagrama surgen las primeras dudas: ¿qué diferencias hay entre 0, 3 y 0, 3 que justifiquen que aparezcan en diferentes conjuntos numéricos? ¿No todo número provisto con coma es un número decimal? ¿Cuál es la diferencia? En los números decimales hay un número finito de cifras después de la coma. Sin embargo algo tienen en común. Cualquiera de ellos aparece por división de dos números enteros a, b con b≠0. Veamos las siguientes situaciones: 105 35 0 5 10 20 2, 0 0 20 20 7 15 4 1,25 7 0,666… 2 105=7 x 15 15 es el cociente de 105 por 7. Se escribe 105:7=15 5=4 x 1,25 1,25 es el cociente de 5 por 4. Se escribe 5: 4= 1,25 La división de 2 por 3 “no se termina”. El cociente de 2 por 3 no es un decimal. 0,666 es un valor aproximado de ese cociente. Lo que tienen en común las tres situaciones es que dados dos números enteros a y b, se buscó el número x, tal que b x a . Decimos que los cocientes son números decimales, cuando al dividir a por b, llegamos al resto cero. Los decimales forman un conjunto, se denota con la letra ID. Si bien es cierto que los números enteros no tienen coma, también son decimales, porque se pueden obtener como cocientes de dos números enteros, siendo el segundo no nulo. Por otra parte nada nos impide que los escribamos con coma. Así por ejemplo 6 6, 0 6, 00 6, 000.... OTRA FORMA DE DEFINIR LOS NÚMEROS DECIMALES Un número es un decimal, si y solo si, puede escribirse bajo la forma d n 10 p donde n y p son números enteros. Si p es positivo, el decimal d n 10 p es un entero. Clarifiquemos con un ejemplo: 200 es un entero pues 200 2 102 , o –3 es un entero pues 3 3 100 Si p es negativo, el decimal d n 10 p es un decimal, por ejemplo: Página 17 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 0,25 es un decimal pues 0,25 25 102 25 1 1 25 0,25 , 2 100 10 como lo es también 2,5 pues 2,5 25 101 25 1 1 25 2,5 1 10 10 Los números decimales pueden darse mediante escritura posicional, con el uso de una coma decimal. Usualmente se dice que esa escritura es una escritura decimal. Con esa escritura, los algoritmos desarrollados en , con respecto a las operaciones enteras, se extienden naturalmente a ID. Por otra parte, ambos tienen la misma estructura algebraica, a partir de la suma y la multiplicación; por lo tanto todo lo que se sabe de , se aplica naturalmente a ID. También cabe destacar la similitud entre IN y , por lo que lo aprendido en IN, se extiende a . La característica fundamental de ser un sistema posicional es que, a cada cifra que forma parte del numeral de un número hay que reconocerle dos valores: un valor absoluto (propio o intrínseco) y un valor relativo que depende de su posición. Entre las distintas variantes que podemos emplear para representar un número, recordemos dos de ellas: Escritura multiplicativa (mixta): 1 x 10 000 + 2 x 1 000 + 3 x 100 + 5 x 10 + 6 x 1 Escritura expandida: 1 x 104 + 2 x 103+ 3 x 102 + 5 x 101 + 6 x 100 Entre ambas no hay grandes diferencias, en la exponencial, se pone en evidencia lo siguiente: Toda cifra escrita inmediatamente a la izquierda de otra, representa unidades del orden inmediato superior, y cada unidad de un determinado orden es igual a 10 unidades del orden inmediato inferior. Toda cifra escrita, escrita inmediatamente a la derecha de otra, representa unidades del orden inmediato inferior. Se trata de continuar ese mismo convenio, para representar números decimales con escritura posicional, es decir, dados mediante escritura condensada, en la cual, el uso de la coma, distingue la parte entera decimal, o sea la parte fraccionaria del número decimal. 134,256 Parte entera Coma Parte decimal ¿Cuáles son las unidades de los diversos órdenes decimales? Algunos son: DÉCIMOS Se escribe 0,1 CENTÉSIMOS Se escribe 0,01 MILÉSIMOS Se escribe 0,001 10 10 Ejemplo CENTENAS DECENAS UNIDAD 1 3 4 1 10 1 100 1 1000 10 DÉCIMOS CENTÉSIMOS MILÉSIMOS , 2 5 6 Página 18 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Escritura multiplicativa (mixta): 134,256 1 100 3 10 4 1 2 0,1 5 0,01 6 0,001 Escritura expandida 134,256 1 102 3 101 4 100 2 10 1 5 10 2 6 10 3 a con a, b enteros y b 0 . Nos b explayaremos sobre esta forma de escritura cuando hablemos del conjunto de los racionales. Los números decimales también admiten representación fraccionaria OPERACIONES CON NÚMEROS DECIMALES Adición La suma o adición en los , como ya lo anticipamos, prolonga la suma o adición en los IN. Por lo tanto tiene las mismas propiedades que en naturales. Luego, es asociativa. el cero es elemento neutro para la adición, es conmutativa. Por otra parte siendo ℤ una parte de ID, es natural pensar que la suma cumpla las mismas propiedades que en este conjunto numérico. Propiedades de la adición Propiedad conmutativa El orden de los sumandos no altera la suma. a+b=b+a Propiedad asociativa: Dados dos o más números decimales la suma final no varía si se reemplazan varios sumandos por su suma ya efectuada. a + b + c = (a + b) + c = a +( b + c) Existe en el conjunto ID, el elemento cero que sumado a cualquier número entero, no altera la suma. a + 0= 0 + a = a Todo elemento del conjunto ID, admite un opuesto, tal que sumado al número dado, da por resultado cero. a + (-a)= (-a) + a = 0 Ley del elemento neutro Ley del opuesto Página 19 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Al igual que ocurre con los números enteros, la sustracción enriquece la adición. Por lo que cualquiera sean los decimales a y b, a b a b Recuerda entonces para sumar y/o restar los números decimales, debes colocar los números uno debajo del otro de manera que los diversos órdenes de unidades se correspondan, esto se consigue haciendo que las comas de los distintos números queden en columna. Por ejemplo: 1 3 2 , 5 3 + 9 , 4 2 , 8 3 3 Intuitivamente aceptamos que la sustracción de decimales siempre existe y su resultado es único, por lo que la sustracción en decimales es una operación. Multiplicación De igual forma la multiplicación en decimales positivos prolonga la multiplicación en IN y ℤ , porque cumple con las mismas propiedades. Cuando uno quiere multiplicar los números decimales positivos acepta la siguiente regla práctica: se multiplican como si fueran enteros positivos, separando en el producto tantas cifras decimales como tengan los factores. Por ejemplo: 0,3 12 3, 6 La multiplicación en ID es una ampliación de la multiplicación en por lo que operamos de la misma manera y por ser además una ampliación de la multiplicación en ℤ cuando tenemos que multiplicar decimales de igual y distinto signo lo resolvemos de manera similar: Cuando los números decimales a y b, son del mismo signo, el producto ab es positivo. Cuando los números decimales a y b, son de distinto signo, el producto ab es negativo. Ejemplo: 0,3 12 3, 6 0,3 2,5 7,5 Las propiedades que tiene la multiplicación en ID son las mismas que tiene la multiplicación en enteros. Propiedades de la multiplicación Propiedad conmutativa El orden de los factores no altera el producto. Propiedad asociativa: Dados dos o más números decimales el producto final no varía si se reemplazan varios factores por su producto ya efectuado. Ley del elemento neutro Existe en el conjunto ID, el elemento uno que multiplicado a cualquier número entero, no altera el producto. a.b=b.a a . b . c = (a . b) . c = a .( b . c) 1 . 0= 1 . a = a Página 20 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Ley del elemento Existe en el conjunto Z, el elemento cero que multiplicado a a . 0= 0. a = 0 absorbente cualquier número entero, da por resultado cero. Propiedad distributiva de la multiplicación respecto de la suma y la resta El producto de un número decimal d . (a+ b –c)=d.a +d.b - d.c por una suma algebraica, puede ser obtenido calculando la suma de los productos de cada término de (a+b –c) . d =a.d +b.d – c.d la suma por el factor considerado. El trabajo con la potenciación y la radicación y sus propiedades se trabajaran con el conjunto de los racionales. Un elemento importante a considerar en la construcción de los números decimales, es que están asociados con el concepto de medida, así como los números naturales lo están con la noción de contar. Tanto en uno como en el otro se trata de determinar la cantidad de veces que un objeto dado está presente dentro de un conjunto de objetos similares. Pero hay una diferencia. Contar está relacionado con el campo de los objetos discretos, mientras que medir lo está con el campo de los objetos continuos. En síntesis debe comprender que medir es la estrategia desarrollada para contar lo continuo, por lo tanto contar y medir están íntimamente relacionados y que, en el hecho de medir, aparecen conceptos como “precisión”, “truncamiento”, “aproximación”, “encuadramiento” que son necesarios ya que la media absoluta, sin error no existe. Todo aparato de medición y el ojo humano provocan errores insalvables y acotables. ORDEN – COMPARACIÓN – VALOR ABSOLUTO Resaltaremos algunas ideas que debes tener claras y que seguramente ya conoces. Todo número decimal tiene su lugar en la recta numérica. (Más adelante te mostraremos un procedimiento para ubicarlos) Si a es un número decimal positivo, su opuesto es negativo y, recíprocamente, si a es negativo su opuesto es positivo. 0 es el único decimal que es igual a su opuesto. Recuerda que se llama “valor absoluto” o “módulo” de un número a, y se expresa “| |” a la distancia que existe de dicho número al cero. El valor absoluto de cero es 0: | | = Para comparar números decimales aplicamos las reglas similares a las que usábamos con los números enteros: (1) Si los dos son positivos comparamos la parte entera, el que tenga mayor parte entera será el mayor. Ejemplo: 12,5 < 18,87 65,125 > 50, 235 (2) Si los dos son positivos e igual la parte entera, comparamos la parte decimal prestando atención a las unidades de distinto orden. Ejemplo: 18,5 y 18,87 como 18,5=18,50 tengo 18,50<18,87 18,5 y 18,87 como 5<8 tengo 18,50<18,87 (3) Cuando los números a comparar tienen diferente signo entonces Si a b significa que b a ID , Página 21 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli por el contrario si a b significa que a b ID Ejemplo: 2,35 2,37. En efecto, 2,37 2,35 0,07 y 0,07 ID 3,6 2,1. En efecto , 2,1 3,6 5,7 y 5,7 ID APROXIMACIONES En diversas ocasiones y por diferentes motivos, es frecuente utilizar en vez del valor exacto una aproximación de la cantidad. Existen dos formas de aproximación: por redondeo o por truncamiento. Truncar es cortar la expresión en una determinada cantidad de decimales. (Omitimos las cifras ubicadas a la derecha de la última que nos interesa) Ejemplo: 4,5825 Trunco a los centésimos Trunco a los décimos 4,5825 4,58 4,5825 4,5 Redondear es aproximar la expresión al valor más cercano, con el siguiente criterio: además de omitir las cifras ubicadas a la derecha de la última que nos interesa, a ésta la aumentamos en uno si la cifra siguiente es igual o mayor que cinco y la dejamos igual, si es igual o menor que cuatro. Ejemplo: Esto es: 4,5825 Redondeo a los centésimos 4,5825 4,58 (2<5, luego se deja como estaba) Redondeo a los décimos 4,5825 4,6 (8>5, luego se suma 1 a la cifra de las decenas) Lo que oyes lo olvidas, lo que ves lo recuerdas, lo que haces lo aprendes. Proverbio chino Página 22 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli EL CONJUNTO DE LOS NÚMEROS RACIONALES Los números nos permiten expresar la medida de cantidades. Muchas veces, como mencionamos anteriormente, aparecen situaciones en las que con números enteros no es posible expresar una cantidad o simplemente no es lo más apropiado. Veamos algunos ejemplos: De las 3000 calorías recomendadas para un crecimiento sano en niños de 11 a 15 1 de ellas deben provenir de 2 1 1 hidratos de carbono, de lípidos y de 3 6 años, proteínas. Necesidades diarias de vitaminas A B C D E 0,5 mg 1,5 mg 1,5 a 2,0 mg 70 mg 0,03 mg Todos los números que figuran en estos ejemplos son racionales. Todo número (positivo o negativo) que puede ser expresado como cociente de dos números enteros a y b, siendo b≠0, y que satisfacen la ecuación b x a es un número racional. Resulta de esta definición que el número x es racional si: x a significa b x a b Es decir, los números racionales admiten representación fraccionaria b/a con a, b enteros y b ≠ 0, tal como vimos para los racionales decimales. : ℚ= ∈ ℚ, ∈ ℚ, ≠0 Todo número racional también puede darse mediante escritura posicional, con el uso de una coma decimal. Usualmente se dice que esa escritura es una expresión o representación decimal. El conjunto de los números racionales se simboliza con la letra Q (de Quotient palabra inglesa que en español significa cociente o razón). CONVENCIONES DE NOTACIÓN El conjunto Q contiene los números racionales positivos y los números racionales negativos. Q+ es el conjunto de los racionales positivos y Q- el de los racionales negativos. Q* es el conjunto de los números racionales sin el cero, es decir Q* = Q – {0} Q +* es el conjunto de los números racionales estrictamente positivos es decir, de los números positivos sin el cero. Q -* es el conjunto de los números racionales estrictamente negativos es decir, de los números negativos sin el cero. Entonces ten presente a y b son números enteros y b 0. Puesto que para todo entero a, a a 1 , se puede escribir a es un número racional. a ; entonces el número entero a 1 Página 23 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 254 . Entonces como con todo número decimal puedo 10 proceder de la misma manera (multiplicándolo por una potencia de diez), los números decimales son racionales. 25, 4 10 254 por lo tanto 25,4 Todo número natural, entero o decimal es racional pero existen número racionales que no son 2 de ninguna de estas categorías de números. Es el caso de por ejemplo, ya que no podemos 3 escribirlo bajo la forma de un número decimal, en efecto el resto de la división no es cero. ID ¿RECUERDAS? Todo número racional admite distintas escrituras: la posicional y la fraccionaria. La escritura a (que se lee “a sobre b”) se llama fracción de numerador a y denominador b” b a b Numerador Numera, cuantifica ¿Cuántos son? ¿1 de cinco, dos de cinco? Denominador Denomina, da nombre. ¿Qué son? ¿Tercios, medios, quintos? Hay que tener cuidado en no identificar un número fraccionario con una fracción. En efecto, un número fraccionario o racional es un elemento del conjunto Q. En cambio una fracción es una notación, una escritura del tipo a/b, que tiene diferentes interpretaciones según el contexto. Sólo cuando a y b son números enteros, y b es no nulo, esa escritura representa un número fraccionario. Por ejemplo 2 o son fracciones pero no son números racionales. 4 2 DOS ESCRITURAS DISTINTAS PARA UN MISMO NÚMERO RACIONAL La escritura decimal de los números racionales expresados como fracciones: Para obtener la escritura posicional de un número decimal hay que dividir el numerador de la fracción por el denominador hasta obtener resto cero; en el caso de no obtener resto cero, es un racional no decimal. Por ejemplo: 5 2,5 Racional decimal 2 14 4,6666.... luego se escribe 4,6 3 16 0,1777.... luego se escribe 0,17 90 15 3,75 Racional decimal 4 Racional no decimal Racional no decimal La escritura fraccionaria de un número decimal: Para expresar como fracción un número decimal (es decir aquellas con un número finito de cifras decimales) se coloca en el numerador el número sin la coma y en el denominador la unidad seguida de tantos ceros como cifras decimales tiene el número. 2,5 25 10 0,54 54 100 12,5 125 10 0,005 5 1000 Página 24 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Cómo escribir un número racional no decimal con su escritura posicional en escritura fraccionaria: 1243 124 1019 1,24333... 1,243ˆ 900 900 Numerador El número dado sin la coma menos la parte no periódica. Denominador El número con tantos nueves como cifras tenga el período, seguidos de tantos ceros como cifras tenga la parte decimal no periódica 32 3 29 Otro ejemplo: 3,222... 3,2ˆ 9 9 DENSIDAD Los números racionales cumplen la propiedad arquimediana o de densidad, esto es, para cualquier par de números racionales existe otro número racional situado entre ellos, propiedad que no está presente en los números naturales y en los números enteros. Por eso se dice que los números racionales son densos en la recta de los números reales. O sea, el conjunto Q es denso en el conjunto IR de los números reales, porque entre dos números racionales existe otro racional. Fácil es intercalar, por ejemplo, un número racional entre los números 4 7 11 11 4 7 luego el racional está entre y 7 9 16 16 7 9 4 7 y 7 9 OTROS CONCEPTOS Recordemos algunos conceptos relacionados con la escritura fraccionaria: FRACCIÓN DECIMAL: es toda fracción cuyo denominador es una potencia de diez o una fracción 12 equivalente a ella. Corresponde a la escritura fraccionaria de un número decimal. Ejemplo: o 10 15 15 25 375 ya que . 4 4 25 100 NÚMERO MIXTO: toda fracción mayor que la unidad puede ser expresada como número mixto. 7 1 Ejemplo: 2 3 3 FRACCIÓN IRREDUCIBLE: el numerador y el denominador son coprimos. FRACCIONES EQUIVALENTES: dos o más fracciones son equivalentes si representan al mismo número racional. Para obtener fracciones equivalentes se puede multiplicar (o dividir, si es posible) 27 9 90 numerador y denominador por el mismo número. Ejemplo: 12 4 40 FRACCIÓN PROPIA: fracción menor que la unidad. (El numerador es menor que el denominador). 1 5 Ejemplo: ; 3 9 Página 25 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli FRACCIÓN IMPROPIA: fracción mayor que la unidad. (El numerador es mayor que el 7 12 denominador). Ejemplo: ; 3 5 FRACCIÓN APARENTE: fracción que al dividir el numerador por el denominador se obtiene un 16 3 número entero. (El numerador es múltiplo del denominador). Ejemplo: ; 4 3 ORDEN EN Q. REPRESENTACIÓN EN LA RECTA NUMÉRICA Resaltaremos algunas ideas que debes tener claras y que seguramente ya conoces. Todo número racional tiene su lugar en la recta numérica. Si a es un número racional positivo, su opuesto es negativo y, recíprocamente, si a es negativo su opuesto es positivo. 0 es el único racional que es igual a su opuesto. Comparación de números fraccionarios: Hay varios métodos. Recordemos los más usados. Método A Método B Dividimos el numerador por el Aplicamos la siguiente propiedad: denominador y comparamos las a c si , entonces a d b c escrituras decimales que resultan b d a c 7 3 a:b c :d pues 7 5 3 20 b d 20 5 7 3 7 3 35 < 60 pues 0,35 y 0,6 20 5 20 5 La recta numérica. Para representar en la recta numérica debemos recordar qué indican el numerador y el denominador. Para representar racionales negativos recordamos lo que ya sabemos de los enteros: positivos a derecha del cero, negativos a izquierda. 5 2 1 1 Representa en la recta numérica: ; ; ; 3 6 2 3 -3 -2 -1 0 1 2 3 Con los números racionales no se completa la recta numérica. OPERACIONES CON NÚMEROS RACIONALES En Q están definidas dos operaciones internas: adición y multiplicación. Ello significa que, si se suman o se multiplican dos números racionales, el resultado siempre existe y es un único número racional. También está definida la sustracción, que se ganó, recordemos en los enteros cuando se definió el opuesto de cada elemento. Página 26 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN Para sumar o restar números fraccionarios de igual denominador, sumamos y restamos los numeradores y dejamos el mismo denominador. Ejemplo: 2 5 1 6 2 3 3 3 3 Para sumar o restar números fraccionarios de distinto denominador, existen dos procedimientos posibles: MÉTODO A Buscamos la fracción equivalente de cada sumando de manera que tengan igual denominador. sumamos y restamos los numeradores y dejamos el mismo denominador. 1 3 2 6 4 3 2 9 8 12 12 12 3 1 12 4 MÉTODO B Ejemplo: Colocamos como denominador el m.c.m. de los números que figuran en el denominador. 1 3 2 298 3 1 Dividimos el denominador común por cada x denominador y multiplicamos este cociente por cada 6 4 3 12 12 4 numerador. Operamos con los términos que obtuvimos y luego si es posible simplificamos. La adición de números racionales prolonga la adición en ID, porque cumple con las mismas propiedades. La adición de números racionales cumple con las siguientes propiedades: conmutativa, asociativa, existencia del elemento neutro (0) y existencia del elemento opuesto (inverso aditivo). MULTIPLICACIÓN. Para multiplicar números fraccionarios se simplifica siempre que sea posible cualquier numerador con cualquier denominador. Se multiplican los numeradores y los denominadores entre sí. 2 9 1 3 5 4 2 9 3 1 3 3 5 4 10 2 Recapitulemos las propiedades de la multiplicación: conmutativa, asociativa, existencia del elemento neutro (0); existencia del elemento absorbente y distributiva respecto de la adición y sustracción. En el conjunto de los racionales, se agrega una propiedad: la del inverso multiplicativo. PROPIEDAD DEL INVERSO MULTIPLICATIVO: Todo elemento del conjunto , admite un inverso multiplicativo ( a 1 ), tal que multiplicado al número dado, da por resultado uno. Ejemplos: 4 4 5 5 1 4 5 1 5 4 1 a a 1 a 1 . a 1 8 81 8 1 8 Página 27 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Con esta nueva propiedad casi queda resuelto el problema de la división. ¿Por qué casi? Porque la división en el conjunto de los racionales tendrá siempre un resultado posible con la única excepción del denominador nulo. DIVISIÓN 6 8 6 3 13 39 : 25 13 25 8 4 100 El cociente entre dos números racionales es otro número racional que se obtiene multiplicando la primera fracción por el inverso multiplicativo de la segunda. POTENCIACIÓN 2 Para elevar un número racional a un exponente positivo, lo escribimos como número fraccionario y aplicamos la propiedad distributiva de la potenciación respecto de la división. 2 1 12 1 0,5 2 2 4 2 2 Para elevar un número racional distinto de cero, a un exponente negativo, invierto el número fraccionario y la elevo al opuesto del exponente (es decir al exponente positivo). RADICACIÓN Para calcular las raíces de un número fraccionario aplicamos la propiedad distributiva de la radicación respecto de la división. 2 2 3 32 9 3 2 2 4 2 9 9 3 4 4 2 Respecto a los signos aplicamos las reglas de los signos ya vistas para el conjunto de los números enteros. El que no se equivoca nunca es porque nunca hace nada. Mahoma PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN Y DE LA RADICACIÓN PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN 1 Potencia de exponente negativo a n Potencia de otra potencia (los exponentes se multiplican) anm anm Producto de potencias de igual base (los exponentes se suman). an am an m Cociente de potencias de igual base (los exponentes se restan). an : am Distributiva respecto de la multiplicación. a bn an bn an a0 an am anm a : bn an : bn Distributiva respecto de la división. n an a n b b Página 28 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli PROPIEDADES DE LA RADICACIÓN. n La radicación se puede expresar como una potencia de exponente fraccionario: Raíz de raíz (los índices se multiplican) nm Distributiva respecto de la multiplicación. n Distributiva respecto de la división. a n.m a ab n a n b n a:b na :nb n a b n a n b 1 a an Simplificación de los índices (divido índice y exponente por el mismo número) n m a n:r m:r a r 0 Ejemplos: 4 52 5 Eliminación del radical 6 6 8 23 2 x4 x2 n n a a n es impar n n a a n es par Ejemplos: 25 5 2 5 5 4 4 16 2 4 2 2 3 3 27 3 3 3 3 27 3 ( 3 )3 3 Amplificación de índices (multiplico índice y exponente por el mismo número) n p a nr pr a con r 0 Página 29 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Trabajo Práctico Página 30 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli ACTIVIDADES DE CONJUNTOS NUMÉRICOS 1- Se busca un número Descubre el o los números que te indican las pistas. Inventa una tarjeta con no más de 4 pistas de manera que la respuestas sea un único número. A Tiene una docena de decenas. Sus cifras forman una serie ordenada. Tiene tres cifras. D La cifra de las unidades coincide con la de las decenas. Tiene exactamente 11 centenas. La cifra de las decenas supera en dos a la de las centenas. Todas sus cifras son impares B Está entre 10 000 y 20 000. Tiene exactamente 132 centenas. La cifra de las decenas es un número mayor que 3 y menor que 7. E Tiene más de 98 centenas. Tiene cuatro cifras. Al agregarle 5 decenas, pasa a tener 5 cifras. La cifra de las unidades es 0. C Es mayor que 9.999 y menor que 11.000. Es impar. La cifra de las centenas es 5. Tiene dos cifras iguales. La suma de sus cifras es 15. 2- Ubica aproximadamente los siguientes acontecimientos históricos sobre la línea del tiempo. Primer Reino babilónico (1792 a.C.) Descubrimiento de América (1492) Caída del imperio romano de Occidente (476) Creación del Virreinato del Río de la Plata (1776) Nacimiento de Cristo. Invasión de los dorios a Grecia (1200 a.C.) Caída de Constantinopla (1453) Instalación de la República romana (509a.C.) - 2000 - 1500 - 1000 - 500 0 500 1000 1500 2000 Página 31 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli A partir de la línea de tiempo responde: a) ¿Cuánto tiempo pasó desde la instalación de la República romana hasta la caída del Imperio Romano de Occidente? b) ¿De los mencionados, cuál es el acontecimiento más antiguo? c) ¿Cuánto tiempo pasó desde el descubrimiento de América hasta la creación del Virreinato del Río de la Plata? d) ¿Cuántos años han transcurrido desde la caída de Constantinopla? 3- A partir de la lectura del gráfico responde. a) ¿Cuáles son las temperaturas máxima y mínima que se registraron? b) ¿Cuál ha sido la variación de temperatura entre las 17 y las 20 horas?, ¿y entre las 13 y las 15?, ¿y entre las 22 y las 24? c) ¿Entre qué horas la temperatura ha aumentado 3°? d) ¿Entre qué horas el cambio de temperatura fue de –17°? e) ¿A qué horas no ha cambiado la temperatura? f) ¿A qué horas se dio la mayor variación de temperatura? 4- Dados los siguientes números: -4 ; -7 ; -6 ; -2 ; 4 ; -9 ; -7; 1 ; 0. a) Ordena en forma creciente. b) Indica los números opuestos c) ¿Qué números están en la recta numérica a la derecha de 1? d) ¿Qué números están en la recta numérica a la izquierda de (-2)? e) ¿Quién tiene mayor módulo? 5- Representa en la recta numérica los números enteros que cumplan con la condición pedida. Utiliza una recta distinta para cada caso. a) b) c) d) Que sean mayores que –2 y menores o iguales que 3. Que sean menores que –5 y mayores o iguales que –10. Que tengan módulo 4 Que tengan módulo menor que 3. Página 32 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 6- Los números a y b representados en la recta son números enteros. -a a m a) Ubica en las misma recta el cero y –m. b) Ordena de menor a mayor los números enteros a; m; v; p y f teniendo en cuenta que: a, v y p son positivos. v < m y v > a f es negativo y mayor que –a. 7- Completa el cuadro con los valores correspondientes. NÚMERO OPUESTO MÓDULO SIGUIENTE ANTERIOR -5 -8 7 -9 8- Completa la tabla e inventa los ejemplos que faltan. a -a -5 b c 8 -4 -8 21 -2 a a abc bac b0 7 -3 -15 b 4a 3c 1c -8 4 A partir de observar la tabla responde. a) ¿Qué columna te resultó más fácil llenar? ¿por qué? b) ¿Qué obtenemos en la última columna. c) ¿Qué propiedades se evidencian? 9- Completa con SIEMPRE – AVECES- o NUNCA según corresponda. a) La sustracción de números naturales tiene solución en naturales. …………………………. b) El producto de dos números naturales es un número decimal. …………………………. c) La sustracción de dos números enteros es positiva. …………………………. d) La adición de dos números enteros es un número entero. …………………………. e) El cuadrado de un número entero es positivo. …………………………. f) Si a es un número entero par, su mitad es mayor. …………………………. Página 33 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli g) La división de dos números enteros es otro número entero. …………………………. h) La resta de dos números enteros es un número natural: …………………………. 10- Halla: a) El producto entre el opuesto de 8 y el opuesto de -4. b) La diferencia entre el opuesto de 5 y el valor absoluto de -8. c) El cociente entre el opuesto de 24 y el opuesto de 4. 11- Escribe o según corresponda teniendo en cuenta que m; n; p; q; r; u; a y t son números enteros . En caso de que sea igual escribe si es posible, el nombre completo de la propiedad que se aplicó. a) (-4) + 6 +5 ....... 5 + 6 +(-4) b) 2 + 6 + 3 – 2 ....... 6 + 3 c) 7 - 4 + 3 ........ 7 + 3 – 4 d) 36 : (6 – 4) ....... 6 – 9 e) m + n – [(-p) + q] ....... m + n + p – q f) (r + u) : p ....... r : p +u : p g) (-a) + p + (-a) ........ p h) m – (-p) + p + t ...... m + t 12- Completa y escribe en cada caso la propiedad que aplicaste. 3 a) m 2 m ....... por la propiedad …………………………………………………………………………… b) f 5 : f 8 f ...... por la propiedad …………………………………………………………………………… c) 3 a2 9 a ..... por la propiedad ……………………………………………………………………… 13- Calcula las siguientes potencias y raíces 53=……….. (-5)2=……….. 3 (-5) =……….. 4 (-3) =……….. 4 -3 = ……….. 5 (-3) =……….. 0 13 =……….. -30=……….. 4 3 3 81 ................. 27 ................. 27 ................. 81 ................. 14- Aplica propiedades para que los cálculos resulten más simples. (Resuelve en tu hoja) a) 12 + 5 + 105 + 3 = b) 3 . 5 . 6 . 10 = c) 20 + 8 + 5 + 12 = d) 9 . 5 . 4 . 10 = e) 99 + 76 + 101= f) 5 . 31 . 4 . 100 = 15- Resuelve las siguientes situaciones I. II. III. La era de los romanos empieza en el año 754 a.C. la de los musulmanes en el año 622 d.C. ¿Cuántos años transcurrieron desde el comienzo de la era romana hasta el comienzo de la era musulmana? Entre las 7 de la mañana y el mediodía, la temperatura subió 12º C. Si a las 7 de la mañana la temperatura era de -5 ºC, ¿qué temperatura indicaba el termómetro al mediodía? ¿Qué distancia hay entre el suelo del pozo de una mina que está situado a 518 metros de profundidad y el tejado de una casa que está a una altura de 19 metros? Página 34 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli IV. V. VI. El ascensor de un edificio llega al sótano -3 después de bajar 7 pisos, ¿En qué planta estaba el ascensor? Un globo está en el aire. Desciende 90 metros, luego 70 metros y después sube 100 metros. Al final está a una altura de 800 metros. ¿Cuál era la altura inicial del globo? Hace dos años una empresa obtuvo unos beneficios por valor de 180.000 euros. El año pasado tuvo pérdidas de 75.000 euros. ¿Cuál es el balance de la empresa en los dos últimos años? 16- La recta numérica de la figura está dibujada sobre papel cuadriculado para poder leer subdivisiones de la unidad que, como ves, abarca diez lados de cuadraditos. Respondé en tu carpeta las preguntas que siguen. En la recta: a) ¿Qué fracción representa 1 cm?, ¿y 1 mm? 1 2 1 4 c) ¿Qué longitud en cm tiene ? ¿y ? 5 20 b) ¿A qué distancia de 0, en cm, está ?, ¿y 3 4 d) ¿A qué distancia de 0 está ? ¿y 2 ? 4 9 ? 12 17- Usa tu regla para averiguar qué número fraccionario corresponde a cada uno de los puntos M, N, P, Q y R. Escríbelos en tu carpeta, exprésalos con más de una fracción, usando fracciones equivalentes. 18- Observa las siguientes rectas, a) ¿Qué fracciones equivalentes encuentras? Escribe al menos tres pares de ellas. b) Expresa el dos como una fracción: de denominador 5 ………………….. de denominador 6 ……………………….. c) Busca en las rectas una fracción equivalente a -3: ……………………….. Página 35 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 19- En una representación de las temperaturas sobre la recta numérica, si nos trasladamos de izquierda a derecha, ¿las temperaturas aumentan o disminuyen? Responde en tu carpeta y explica por qué. 20- Observa los siguientes pares de números y escribí el signo que corresponde. (Recordá que “<” se lee“es menor que”, “>” se lee “es mayor que”.) 3,5 ºC ……… –6 ºC –2,7 ºC ……… 0 ºC 1,5 ºC ……… 0,5 ºC –0,5 ºC ……… -1.5 21- Decide si las siguientes desigualdades son falsas o verdaderas y escribe poniendo en el recuadro F (falso) o V (verdadero) según corresponda. –1,5 > 0,495 0,495 < 0 1,5 < –3,8 –3,8 > –0,150 -1,5 < –1,18 10,50 < 10,8 22- Ordenando racionales. a) Copia y completa con <, > o = según corresponda. b) Escribí las siguientes expresiones completando cada afirmación con un número racional de modo que resulte verdadera. c) ¿Cuántos números racionales podés elegir en cada caso? Responde caso por caso. 23- Escribe V o F cada afirmación. Justifica. a) 2 es un número racional. ………… b) c) -3 es un número natural. ……….. d) 5 es un número racional ……….. e) Algunos números enteros son racionales ……….. f) g) Todo número racional puede expresarse como fracción ……….. 18,6 es un número racional ………… h) ˆ 1,3 3 es un número racional ……….. 4 es un número decimal …………. 24- ¿Todos estos dibujos representan 1 ? Explica tu respuesta. 4 Página 36 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 25- Marca con una cruz cuáles de las siguientes fracciones son decimales 26- Marca con una cruz cuáles de las siguientes expresiones corresponden a números decimales 5 ; 4 5 ; 10 2 ; 3 12 ; 4 44 ; 6 12,5 ; 27- Expresar los siguientes números en escritura posicional 6 14 ................. ................. 100 1000 19 218 ................. ................. 10 100 0,3 ; 8 28- Escribir en forma de fracción a) 59,73 = ……………………… b) 45,9= ……………………… c) 0,37 = ……………………… d) 0,0037= ……………………… 29- Calculando con números racionales. a) Fijate que a y b tienen los valores indicados en las primeras columnas. Para completar la última fila elegí vos un valor. b) Observa el cuadro y responde en tu carpeta: i. ¿Qué operación da siempre el mismo resultado que a – b? ii. ¿Cuál es el resultado de sumar 0 a un número racional? iii. ¿Cuál es el resultado de una resta en la que el minuendo es 0? iv. ¿Cuál es el resultado de una resta en la que el sustraendo es 0? Página 37 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 30- Al repartir 6 pizzas en partes iguales entre 4 amigos uno decía que a cada uno le tocaba 6 ; 8 3 1 1 y algunos decían que le tocaba y . ¿Quiénes tienen razón? 4 2 4 1 1 31- Con una botella de 2 y , ¿Cuántas botellitas de se pueden llenar? 4 4 1 32- El café se vende en paquetes de , ¿cuántos paquetes hay que comprar para tener medio 4 otro decía kilo? 33- Calcular: a) 3,6 + 4,7 = c) 9,3 + 5,7 + 3,2 = b) 43,6 + 39,7 + 23,86 = d) 0,7 + 0,56 = 34- Efectuar: a) 4,7 - 3,2 = b) 9,36 - 4,59 c) 45,6 - 23,80= 35- ¿Cuál es la suma de cuatro números si el primero es 538,243 y cada uno de los siguientes es igual al anterior más 23,86? 36- De un depósito con agua se sacan 36,6 litros y después 23,86 litros; finalmente se sacan 9,6 litros. Al final en el depósito quedan 239 litros. ¿Qué cantidad de agua había en el depósito? 37- Hallar las fracciones irreducibles de los siguientes decimales. a) 0,64 b) 0,47 c) 4,5 d) 6,3 e) 5,8 38- Hallar las fracciones irreducibles de las siguientes expresiones. a) 0,24 b) 0,25 c) 0,46 d) 2,34 4,478 39- Si solo tenés monedas de $1; de 50 centavos; de 25 centavos; de 10 centavos y de un centavo, escribí con cuáles formarías la suma de $3,87. ¿Cómo podés pagar la misma cantidad si no tenés monedas de $1? Si hay más de una posibilidad, escribe al menos tres diferentes. 40- ¿Qué número se forman con un entero, 25 décimos y 4 centésimos? 41- Buscá dos fracciones entre qué? 3 4 y . ¿Podrías haber encontrado más? ¿Cuántas más? ¿Por 5 5 42- Armá el número 4,035 con los valores 0,1; 0,01; 0,001. ¿Cuántos de cada uno necesitas? ¿hay una sola manera de responder a la pregunta? Explica por qué. 43- Sin hacer la división escribí dos fracciones no equivalentes que puedan expresarse como una expresión decimal finita, y otras dos con una expresión decimal periódica. 44- Nicolás dice que el siguiente de 2,325 es 2,326. ¿Tiene razón? ¿Por qué? 45- Intercala seis números racionales entre los siguientes valores: Página 38 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli a) 1,089 y 1,1 ........................................................................ b) 2,21 y 2,211 ........................................................................ c) 1,6 y 7 ........................................................................ 46- Indica entre que números enteros consecutivos se encuentran los siguientes números. 7 ....... 3 ....... 3, 4 ....... ....... 9 ....... 2 12 ....... ....... 5 ....... 6 ....... 5 22 ....... ....... 4 ....... 47- Los valores que aparecen en el siguiente cuadro se refieren a un grupo de 300 personas que fueron encuestadas sobre temas diversos. Completa los datos que faltan. Expresión coloquial Una de cada cuatro personas votarán al candidato Astuto. ……………………………………………………..… mujeres. ……………..…. de cada cuatro personas probaron la bebida Deliciosa Una de cada ………………. No saben a quién votarán. ……………………………………………………….... usan celular. Todos tienen celular. Fracción del total 1 4 1 2 porcentaje Cantidad de personas 25% 75 75% 10% 60 2 de cada 10 personas utilizan internet. 48- En cada ítem, pinta con el mismo color las expresiones que son equivalentes. A La mitad de x 50% de x B El doble de x La quinta parte de x 20% de x 49- Escribe la fracción que corresponde a cada letra de la recta numérica. m a c d -1 0 1 Página 39 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli MARCO TEÓRICO Para Tales... la cuestión primaria no era qué sabemos, sino cómo lo sabemos. (Aristóteles) Página 40 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli NOCIONES GEOMÉTRICAS PUNTO, RECTA, PLANO Y ESPACIO Punto, recta, plano y espacio son los objetos matemáticos que consideramos inicialmente. Se trata de términos no definibles, son ideas o conceptos primitivos. La matemática no se preocupa por definirlos, nos indica simplemente cómo se usan y cuáles son sus propiedades y relaciones. El punto Ya se dijo que es imposible establecer una definición de punto en el sentido geométrico. Sin embargo, como estamos acostumbrados a asociar las cosas físicas con las ideas geométricas, vinculamos la idea de punto con la de la punta del alfiler, de una aguja o de un lápiz. Convendremos en representar los puntos por la marca que deja la punta del lápiz o de la tiza, por una pequeña cruz o por un círculo pequeño, colocando junto a cada uno, una letra minúscula cursiva o imprenta y así no tendremos dificultades para nombrarlos, sea al hablar o al escribir. Ejemplo: .a xb punto a punto b El espacio El conjunto de todos los puntos geométricos es el espacio. El concepto de espacio es no definido. Se trata de otra abstracción lo mismo que el punto. Como existen tantos puntos como se quiera, el espacio resulta un conjunto infinito de puntos. El plano Los puntos del espacio están agrupados en ciertos conjuntos parciales de infinitos puntos llamados planos. Si bien podemos afirmar que “Plano es un conjunto infinito de puntos”, no debemos interpretar esto como una definición. Podemos materializar un plano a través de una hoja de papel, la cara del pizarrón, el piso, dando la idea de que continúa en toda dirección y sentido. El plano geométrico es ilimitado, es decir no tiene borde o frontera Cuando necesitamos representar un plano, dibujamos una porción de él con un borde o frontera irregular. plano Observamos que hemos designado al plano utilizando una letra griega. Las letras griegas que utilizaremos frecuentemente alfa épsilon beta omega gamma pi delta Recordemos que existen infinitos planos incluidos en el espacio. A veces tendremos la necesidad de representar algunos puntos de un plano. Página 41 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Gráficamente, la situación quedará expresada así: *c *b Interpretamos que: b y c son dos puntos cualesquiera que pertenecen al plano . Abreviadamente, es conveniente emplear estas expresiones: En símbolos: c “ c pertenece a “ o “ contiene a c “ b “ b pertenece a “ “ o “ “ contiene a b “ Si indicamos a b estamos significando que nos referimos al mismo punto. ab se lee “a coincide con b” En cambio si indicamos que los puntos c y d, no coinciden; anotaremos c ≠d. LA RECTA A su vez, podemos agrupar los puntos de cada plano o del espacio, en otros conjuntos parciales que denominaremos RECTA. Una materialización de una recta está dada por un rayo luminoso o el borde de una regla. Pero, una recta geométrica se extiende sin límite en ambos sentidos. No comienza ni termina. Si deslizamos la punta de un lápiz sobre el papel siguiendo el borde de una regla, podemos dibujar trozos de recta. Convengamos en designar las rectas generalmente con letras mayúsculas imprenta. R Q recta Q recta R Establecimos al comienzo que hay infinitos puntos. Ahora decimos que las rectas son conjuntos infinitos de puntos. Conclusión: hay infinitas rectas Si en algunas ocasiones necesitamos representar algún punto de una recta visualizaremos la situación así: R ● a ● b a y b son puntos de la recta R En símbolos: “a R“ y “ b R” A la recta R dibujada también podemos anotar Rab (se lee recta R que contiene a los puntos a y b ) Tengamos presente que la expresión R S está indicando que se trata de la misma recta. Página 42 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Para R ≠ S significa que son distintas es decir, existe al menos un punto que pertenece a R y no a S. Prestemos atención a las maneras que hemos convenido en utilizar para notar las figuras. En otros textos tal vez encontremos otra forma de hacerlo. Son convenciones por eso nos pondremos de acuerdo. Nombremos con: Los puntos Los planos Las rectas letras minúsculas imprentas o cursivas. letras griegas. letras mayúsculas imprentas. RELACIONES ENTRE PUNTOS, RECTAS Y PLANOS A continuación consideraremos algunas relaciones importantes que vinculan los puntos, las rectas y los planos. Ubiquemos el borde de la regla de manera de poder trazar todas las rectas posibles entre dos puntos a y b distintos. ● a R ● b Solamente podemos dibujar una recta. Probemos con otros pares de puntos distintos. La conclusión es siempre la misma y muy importante: Dados dos puntos distintos, existe y es única la recta que los contiene. También se enuncia: Dos puntos distintos determinan una recta a la que pertenecen. Si a b y b R también diremos que R pasa por a y por b. Diremos que 3 o más puntos están alineados sí y sólo sí pertenecen a una misma recta. Ejemplo: ● c ● b R ● a a, b y c están alineados. a, b y d no están alineados ● d Página 43 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Existen otras líneas que no son rectas, a ellas las llamaremos curvas y se clasifican en: SIMPLE CRUZADA ABIERTA CERRADA Entre todas las curvas la recta es abierta simple. Es corriente decir que una recta está incluida en un plano. Con la palabra incluida admitimos que la recta es una parte del plano, es decir todo punto de la recta pertenece al plano. Se puede anotar: R Sea la recta R y el plano : T Diremos que dos o más rectas son coplanares sí y sólo sí están incluidas en un mismo plano. De acuerdo con el dibujo anterior: R y T son coplanares. Encontramos ya la manera “intuitiva” de distinguir una superficie plana de cualquier otra superficie. Siempre, un plano incluye a toda recta determinada por cualquier par de puntos distintos que pertenecen a él. En otras superficies no ocurre lo mismo. ● b ● a R Estas superficies no planas también son conjuntos de puntos. Llamaremos figura a todo conjunto de puntos. Recordemos que dos conjuntos son iguales si tienen los mismos elementos, podemos concluir: Dos figuras son iguales si y sólo si tienen los mismos puntos. . Página 44 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli POSICIONES RELATIVAS DE DOS RECTAS COPLANARES Si A y B son rectas incluidas en un plano , pueden presentarse únicamente las situaciones indicadas a continuación: B A A a A B A (1) (2) B B A // B (3) A=B Que se puede resumir así: (1) A y B tienen un único punto en común, entonces las llamamos secantes. (2) A y B no tienen ningún punto en común, entonces las llamamos paralelas disjuntas. (3) A y b tienen todos sus puntos comunes, entonces las llamamos paralelas coincidentes. Concluyendo: (1) Dos rectas coplanares son secantes si y sólo si tienen un único punto común. En símbolos de acuerdo con el gráfico: (2) (3) Dos rectas coplanares son paralelas si y sólo si no son secantes, es decir no tienen ningún punto común (paralelas disjuntas) o tienen todos sus puntos comunes (paralelas coincidentes). En símbolos de acuerdo con el gráfico: Para el trazado de paralelas: Con una regla y una escuadra, como se observa en la figura, podemos dibujar rectas paralelas. A A` Página 45 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli POSICIONES RELATIVAS DE DOS PLANOS EN EL ESPACIO Dado dos planos cualesquiera y puede ocurrir: (1) (2) R ( 3) ( 1 ) y tienen en común sólo los puntos de una recta, son planos secantes. ( 2 ) y no tienen puntos en común, son planos no secantes o paralelos disjuntos. ( 3 ) y tienen todos sus puntos comunes, son planos no secantes o paralelos coincidentes Es decir: Dos planos son secantes si y sólo si tienen en común únicamente los puntos de una recta llamada recta de intersección. En símbolos (de acuerdo con el gráfico): Dos planos son paralelos si y sólo si no son secantes, es decir no tienen ningún punto en común (paralelos disjuntos) o tienen todos sus puntos comunes (paralelos coincidentes) En símbolos (de acuerdo con gráfico): En símbolos de acuerdo con el gráfico: POSICIONES DE DOS RECTAS EN EL ESPACIO Dadas dos rectas del espacio, existe la posibilidad de que estén incluidas en un mismo plano o no. Cuando están incluidas en un mismo plano pueden cortarse como la recta A y B de la figura, o ser paralela como B y A. Pero si no son coplanares como C y D, por ejemplo, ni son secantes ni son paralelas, a estas rectas del espacio no incluidas en un mismo plano las llamaremos rectas alabeadas. A D B C Página 46 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Por consiguiente, las posiciones relativas de dos rectas cualesquiera del espacio son las siguientes: Rectas paralelas. Rectas secantes. Rectas alabeadas. Paralelismo de recta y plano Dada una recta A y un plano puede ocurrir: 1) Que la recta A y el plano se corten en un único punto. Decimos que A es secante con el plano. A 2 ) Que la recta A esté incluida en . Diremos que A es paralela a . A 3 ) Que la recta A y el plano no tengan ningún punto común. Diremos que la recta A es paralela al plano . A Subconjuntos: Recordando que un conjunto A es subconjunto o parte de otro B si y sólo si todos los elementos de A pertenecen a B. Diremos: Una recta es un subconjunto de un plano. Un plano es un subconjunto del espacio. Las figuras son subconjuntos del espacio. Página 47 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli El conjunto A del gráfico es una figura plana, porque todos sus puntos pertenecen a un mismo PLANO. Las figuras planas son subconjuntos del plano. Para ello podemos tener en cuenta tres situaciones: - - considerar el conjunto formado por los puntos que pertenecen a la región interior (zona rayada) o al borde o frontera (línea continua), FIGURA CERRADA. - considerar el conjunto formado únicamente por los puntos del borde, FRONTERA. considerar el conjunto formado por los puntos que pertenecen a la región interior solamente, FIGURA ABIERTA. A El conjunto B dibujado es una figura del espacio. Todos sus puntos no pertenecen a un mismo plano. Las figuras del espacio no son subconjuntos de un plano, son subconjuntos del espacio. B Sobre figuras podemos recordar que dos figuras son iguales si tienen los mismos puntos. Así la figura F1 y F2: F1 F2 Son distintas pues no tienen los mismos puntos. F1 F2 En cambio diremos que F1 es congruente con F2 y anotemos F1 F2. Podemos expresar que una figura A es congruente con otra B si y sólo si existe un movimiento que a A le hace corresponder B (intuitivamente al superponerlas coinciden). Ejemplos de figuras congruentes: Son los 4 lados de un cuadrado (que no son iguales), las 6 caras de un cubo (que no son iguales). Página 48 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli La recta como conjunto ordenado. Consideremos una recta R y los puntos a, b, c, y d del gráfico. R ● d ● c ● b ● a Es evidente que podemos relacionar dichos puntos por la relación “ “ (es anterior a) así: a b, a c, a d, b c, b d, c d. La recta es un conjunto de puntos totalmente ordenado por “ “. De acuerdo con lo anterior: Si xR e yR se cumple una y sólo una de estas afirmaciones: x y ( x es anterior a y ) x y ( x es posterior a y ) x y ( x es coincidente con y ) Si los puntos de una recta están ordenados, sólo pueden sucederse en uno de los dos sentidos: de izquierda a derecha, o de derecha a izquierda. Relación entre Dados los puntos p y q de la recta R, siendo “ p “ anterior o coincidente con “q” (p q) diremos que el punto “ a “ de R está entre p y q si y sólo si se cumple que “a” es posterior o coincidente con “p” (p a) y “a” es anterior o coincidente con “q” (a q). En símbolos: Sean p, q, a puntos de la recta R: p a q p a a q. Ejemplo. R ● p ● a ● b Página 49 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Otras consideraciones: En la recta no existe ni primero ni último punto. Esto significa que dado un punto existen infinitos otros que le preceden e infinitos que le siguen. Esto expresa que la recta es un CONJUNTO ABIERTO. Por otra parte dados dos puntos distintos, existen infinitos puntos entre ambos, es decir la recta es un conjunto DENSO. Segmento Dados los puntos a y b de una recta R tal que “a“ es anterior o coincidente con “ b “ (a b) Llamaremos segmento de extremos “a“ y “b“ al conjunto formado por los puntos de R que están entre “a“ y “b“. En símbolos: Gráficamente: Sean los puntos a y b de R: Seg. ab=ab x / x R a x b R a R, p R, b R. ● p ● a ● b Los puntos a y b son los extremos del segmento. Los infinitos puntos que están entre “a” y “b”, distintos de “a” y “b”, son los puntos interiores del seg. ab. Puede ocurrir que a = b. A este segmento especial lo llamaremos segmento nulo. En símbolo es: Seg. aa=aa Si un segmento es nulo es un conjunto unitario (formado por un solo punto). Segmentos colineales Llamaremos segmentos colineales a los que están incluidos en una misma recta. Con respecto al gráfico: A ● a ● b ● c ● d ● e ● f B ab y cd son colineales pues, ab A y cd A. ef es colineal con ef pues, ef B. ab y ef no son colineales pues, ab A y ef B y A B. Página 50 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Segmentos consecutivos Dos segmentos son consecutivos si y sólo si tienen un extremo común y ningún otro punto común. . Con respecto al gráfico: b c a p ab y bc son consecutivos pues, ab bc b . n no son consecutivos pues tienen un punto común pero no es extremo de ambos. m q Dados tres o más segmentos distintos tomados en un cierto orden, diremos que son consecutivos si y sólo si cada uno es consecutivo al anterior, excepto el primero, por su extremo libre. b a c d e ab , bc , cd y de son consecutivos Poligonal Se llama poligonal a la FIGURA UNIÓN de segmentos consecutivos no colineales. . Con respecto al gráfico d a b ab bc cd poligonal abcd c Página 51 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Tipos de poligonales: ABIERTA CERRADA SIMPLE CRUZADA Dada una poligonal cerrada simple incluida en un plano quedan determinadas tres partes del plano : a) El borde o frontera ( poligonal cerrada simple ) b) El conjunto de los puntos interiores c) El conjunto de los puntos exteriores. Borde Región interior Región exterior El conjunto de los puntos interiores es una figura abierta. El conjunto formado por los puntos que pertenecen a la región interior o los de la frontera es una figura cerrada. Figura convexa Una figura es convexa si y sólo si para TODO par de puntos distintos que pertenecen a ella el segmento que ellos determinan está incluido en ella. Ejemplos gráficos F F es una figura convexa ● p R ● q R es una figura convexa Página 52 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Una figura es cóncava si y sólo si EXISTE al menos un par de puntos distintos que pertenecen a la figura y el segmento que ellos determinan NO está incluido en la figura. Ejemplos gráficos: A B p D p q p q q A es cóncava B es cóncava D es cóncava Semirrecta Dado un punto “o”, que pertenece a una recta R y los puntos “a” y “b” de R, siendo “a” anterior a “o” (a o) y “b” posterior a “o” (o b) llamaremos, SEMIRRECTA DE ORIGEN “o” QUE CONTIENE a “b” ( ) al conjunto formado por los puntos de R posteriores o coincidentes con “o” y SEMIRRECTA DE ORIGEN “ o “ QUE CONTIENE A “a” ( )al conjunto formado por los puntos de R anteriores o coincidentes con “o“. En símbolos: Sean o, a, b de R, a<o;o<b: Gráficamente: Sob x / x R o x Soa x / x R x a R ● a ● b ● o Una semirrecta es una figura convexa. De acuerdo con el concepto de semirrecta y figura convexa: Podemos afirmar que un segmento es la intersección de dos semirrectas incluidas en una misma recta de distintos sentidos tal que el origen de una pertenezca a la otra. Además, un segmento es una figura convexa. Gráficamente: R ● b Sab Sba ab ● a Página 53 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Semirrectas opuestas Dos semirrectas son opuestas si y sólo si tienen igual origen, están incluidas en una misma recta y son de distintos sentidos. Gráficamente : R ● a ● b ● o Separación del plano Sea un plano y R una recta incluida en el mismo. Dicha recta determina una partición de formada por R, S1 y S2. A S1 y S2, los llamaremos semiplanos abiertos de frontera R. Si la recta está incluida en cada semiplano se llama semiplano cerrado y los anotaremos Spl R ; a (semiplano cerrado de frontera R que contiene a “a“, siendo “a“ un punto de S y Spl R ; b (semiplano cerrado de frontera R que contiene a “b“, siendo “ b “ un punto de S2. De ahora en más trabajaremos con semiplanos cerrados. Gráficamente: S1 R ●a S2 ●b ●b S2 Los semiplanos cerrados son figuras convexas. Separación del espacio Dado un plano del espacio E, quedan determinadas 3 partes de dicho espacio sin puntos comunes, ninguna vacía y la unión de ellas es E. Estas partes son: el plano y las regiones E1 y E2 llamadas semiespacios abiertos de borde o frontera . Llamamos semiespacios cerrados a la figura unión de un semiespacio abierto y el plano frontera. De ahora en más trabajaremos con los semiespacios cerrados, y se pueden nombrar indicando el plano frontera y un punto del semiespacio abierto. Gráficamente: E1 ●a E2 ●b Semiespacio (;a) Semiespacio (;b) Página 54 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Ángulo A) Ángulo convexo: Es la figura INTERSECCIÓN de dos semiplanos incluidos en un mismo plano de fronteras secantes. Ejemplo gráfico: A a b B o p q A las semirrectas Soq y Sop las llamaremos lados del ángulo y el origen común “o” es el vértice. El ángulo determinado es una figura convexa ya que resulta de la intersección de semiplanos que son figuras convexas. B) Ángulo cóncavo: Es la figura UNIÓN de semiplanos incluidos en un mismo plano de fronteras secantes. Gráficamente: A a b B o p q A las semirrectas Sob y Soa las llamaremos lados del ángulo y el origen común “o” es el vértice. Página 55 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Ángulo nulo Llamaremos ángulo nulo a toda semirrecta. Un ángulo nulo es una figura convexa. Gráficamente: a ● o ● ˆ nulo aoa Ángulo llano Llamaremos ángulo llano a todo semiplano. Un ángulo llano es una figura convexa. Cualquier punto de la frontera puede ser el vértice. *p a o ˆ (p) "ángulo llano aob que contiene a p. aob b Sus lados Sob y Soa son semirrectas opuestas. Ángulo pleno Llamaremos ángulo pleno a todo plano. Este ángulo es una figura convexa. a ● o ● ˆ ángulo pleno aoa Ángulos consecutivos Dos ángulos son consecutivos si sólo si tienen al menos un lado común y ninguno está incluido en el otro. Gráficamente: a c b ˆ y dbc ˆ son consecutivos 1) abc d Página 56 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 a Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli ˆ (cóncavo) y abc ˆ (convexo) son consecutivos 2) abc c b a ˆ (cóncavo) y abc ˆ (convexo) son consecutivos 3) abd c b d Ángulos adyacentes Dos ángulos son adyacentes si y sólo si son consecutivos y la unión de ellos es un semiplano. Gráficamente: d a b ˆ y dbc ˆ son adyacentes abd c Ángulos opuestos por el vértice Dos ángulos son opuestos por el vértice si y sólo si los lados de uno son semirrectas opuestas de los lados del otro y ninguno está incluido en el otro. Gráficamente: d 1) c a oˆ b y coˆd son opuestos por el vértice. o a b 2) c d o a b ˆ ( cóncavo ) y cob ˆ ( cóncavo) son opuestos aod por el vértice. Página 57 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Rectas perpendiculares Dadas dos rectas coplanares, secantes, diremos que son perpendiculares si y sólo si determinan 4 ángulos convexos congruentes que llamaremos RECTOS. Gráficamente: 1 T 2 3 4 M 1 2 4 T M M 3 ˆ 2; ˆ 3; ˆ 4ˆ ( convexos) son rectos. 1; T Trazado de perpendiculares Para resolver el problema geométrico de trazar una o más perpendiculares a una recta dada utilizaremos LA ESCUADRA. Las figuras que siguen nos muestran como trazar una perpendicular a una recta dada que contenga a un punto determinado. a A B y aA B A La perpendicularidad entre recta y plano Una recta R es perpendicular a un plano en un punto perpendicular a las infinitas rectas incluidas en que pasan por “a”. Gráficamente: “a” de si y sólo si, es R a B A A; B ; A B= a R A; R B R Página 58 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli La perpendicularidad entre planos Un plano es perpendicular a otro plano , si sólo si, cada uno de ellos incluye una recta perpendicular al otro. Gráficamente: Polígono convexo Dado tres o más puntos distintos que pertenecen a un mismo plano, tal que dos de ellos determinan una recta que deja a los restantes en un mismo semiplano abierto, la intersección de esos semiplanos cerrados es una figura llamada polígono convexo cuyos vértices son los puntos considerados. A ; B ; A B= a R A; R B ; R Spl R1 , a Spl R2 , c Spl R3 , e Spl R4 , b Spl R5 , d polígono abcde Los segmentos ab; bc ; cd ; de; ea; son los lados del polígono. Los extremos de un mismo lado son vértices consecutivos Ejemplo: a y b, b y c, c y d, d y e, e y a. Los vértices que no son extremos de un mismo lado no son consecutivos. Ejemplo: a y c, a y d, b y d, b y e, c y e. Página 59 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Los segmentos que tienen por extremos vértices no consecutivos se llaman diagonales del polígono. Ejemplos: ac ; ad ; bd ; be; ec ˆ ; bcd ˆ ; dea ˆ ; cde ˆ ; eab ˆ , son los ángulos interiores del polígono y se Los ángulos convexos abc cumple la siguiente relación: ˆ polígono abcde abc ˆ polígono abcde bcd ˆ polígono abcde cde ˆ polígono abcde dea ˆ polígono abcde eab ˆ bcd ˆ dea ˆ cde ˆ eab ˆ polígono abcde También podemos anotar: abc La figura unión de los lados de un polígono es una POLIGONAL que llamaremos FRONTERA del polígono. Todos los puntos de un polígono convexo que no pertenecen a su frontera forman un conjunto llamado región interior de mismo ( I ) Podemos definir a algunos POLÍGONOS como la figura UNIÓN de una poligonal simple cerrada y la región interior que ésta determina. De acuerdo con este último concepto observamos que existen polígonos que son figuras a cóncavas. e b c d poligonal cerrada abcde I polígono abcde(cóncavo) a e b d c poligonal cerrada abcde I polígono abcde(convexo) NOTA: Distingue el dibujo de una poligonal del de un polígono mediante el sombreada Poligonal Polígono Página 60 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Clasificación de los polígonos convexos según el número de lados y ángulos NÚMERO DE LADOS O DE ÁNGULOS NOMBRE 3 Triángulo-trilátero 4 Cuadrángulo- cuadrilátero 5 6 7 GRÁFICO Pentágono- pentalátero Hexágono- hexalátero Heptágono- heptalátero 8 Octógono- octalátero 9 Eneágono- enelátero 10 Decágono- decalátero 11 Undecágono- undecalátero Clasificación de los triángulos a ) SEGÚN SUS LADOS: a 1) ISÓSCELES : es el que tiene al menos dos de sus lados congruentes. a 2) ESCALENO: es el que tiene sus tres lados congruentes. NOTA: A los ISÓSCELES que tienen sus tres lados congruentes los llamaremos EQUILÁTEROS. Página 61 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Gráficamente: a1) a 2) ISÓSCELES EQUILÁTERO ESCALENO b ) SEGÚN SUS ÁNGULOS: b1 ) ACUTÁNGULO : Es el que tiene sus tres ángulos interiores agudos. b2 ) OBTUSÁNGULO : Es el que tiene un ángulo interior obtuso. b3 ) RECTÁNGULO : Es el que tiene un ángulo interior recto. b1 ) b2 ) b3 ) TIPOS DE CUADRILÁTEROS : ( tal que cada tipo herede las propiedades del tipo anterior) RECTÁNGULO TRAPECIO PARALELOGRAMO CUADRADO ROMBO SEMIRROMBOIDE ROMBOIDE TRAPECIO: cuadrilátero que tiene al menos un par de lados paralelos. PARALELOGRAMO: cuadrilátero que tiene dos pares de lados opuestos paralelos. SEMIRROMBOIDE: cuadrilátero que tiene al menos un par de lados consecutivos congruentes. ROMBOIDE: cuadrilátero que tiene al menos dos pares de lados consecutivos congruentes. RECTÁNGULO: cuadrilátero que tiene sus cuatro ángulos congruentes. ROMBO: cuadrilátero que tiene sus cuatro lados congruentes. CUADRADO: cuadrilátero con sus cuatro lados y cuatro ángulos congruentes. Página 62 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli PROPIEDADES DE LOS LADOS, ÁNGULOS Y DIAGONALES DE LOS CUADRILÁTEROS ROMBOIDE Dos pares de lados opuestos congruentes Lados consecutivos congruentes X Un par de ángulos opuestos congruentes X PARALELOGRAMO RECTÁNGULO ROMBO CUADRADO X X X X X X X X X X Dos pares de ángulos opuestos congruentes X X X X Diagonales que se cortan mutuamente en partes congruentes X X X X Diagonales congruentes X X Diagonales perpendiculares X X X Una diagonal es bisectriz de un par de ángulos opuestos X X X X X Cada diagonal es bisectriz de un par de ángulos opuestos Página 63 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli EJEMPLOS GRÁFICOS DE ALGUNOS CUADRILÁTEROS SEMIRROMBOIDE ROMBOIDE PARALELOGRAMO ROMBO NO CUADRADO TRAPECIO RECTÁNGULO NO CUADRADO ROMBO CUADRADO Mediatriz de un segmento Mediatriz de un segmento es la recta perpendicular a la recta del segmento en el punto medio de éste. Gráficamente: b M M mediatriz de ab a Bisectriz de un ángulo Bisectriz de un ángulo es la semirrecta interior del ángulo que lo parte en dos ángulos congruentes. Gráficamente: o b p ˆ Sop bisectriz aob a Página 64 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Amplitudes de los ángulos en el sistema sexagesimal TIPO AMPLITUD NULO 0º AGUDO Mayor que 0º y menor que 90º RECTO 90º OBTUSO Mayor que 90º y menor que 180º LLANO 180º CÓNCAVO Mayor que 180º y menor que 360º PLENO 360º Ángulos complementarios Dos ángulos son complementarios si y sólo si la suma de sus amplitudes es 90º. En símbolos: Sean ̂ y ̂ , dos ángulos cualesquiera: ̂ y ̂ son complementarios ampl. ̂ + ampl. ̂ = 90º Gráficamente: ampl. ̂ = 60º ampl. ̂ = 30º ̂ y ̂ son complementarios pues: 60º + 30º = 90º Ángulos suplementarios Dos ángulos son suplementarios si y sólo si la suma de sus amplitudes es 180º En símbolos: Sean ̂ y ̂ ̂ y ̂ son suplementarios ampl. ̂ + ampl. ̂ = 180º ángulos cualesquiera: Gráficamente: ̂ ̂ ampl. ̂ = 60º ampl. ̂ = 120º Página 65 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli ̂ ̂ son suplementarios pues: 60º + 120º = 180º y Propiedad de los ángulos opuestos por el vértice Si dos ángulos son opuestos por el vértice entonces son congruentes (tienen igual amplitud). En símbolos: Sean ̂ y ̂ ángulos cualesquiera: ̂ y ̂ son opuestos por el vértice ̂ ̂ Gráficamente: c * b * o *d * a ̂ coˆ d ( cóncavo ) boˆd ( cóncavo ) ̂ Propiedad de los ángulos adyacentes Si dos ángulos son adyacentes entonces son suplementarios. En símbolos: Sean ̂ y ̂ ángulos cualesquiera : ̂ y ̂ son adyacentes ampl. ̂ + ampl. ̂ = 180º Gráficamente: ̂ y ̂ adyacentes , luego: ampl. ̂ + ampl. ̂ = 180º Página 66 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Propiedad de los ángulos interiores de un triángulo La suma de las amplitudes de los ángulos interiores de un triángulo es 180º. En símbolos: Sean ̂ , ̂ , ŷ , ángulos: ̂ , ̂ , y ŷ son ángulos interiores de un triángulo ampl. ̂ + ampl. ̂ + ampl. ŷ = 180º Gráficamente: abˆc , b aˆ c y b cˆa ángulos interiores a del abˆc , luego: ampl. abˆc + ampl. b aˆ c + a mpl. b cˆa = 180º c b Sistema Métrico Legal Argentino La medición es una necesidad básica ya desde el comienzo de los tiempos. La humanidad necesita medir diferentes cosas para saber por ejemplo cuantos días va a tardar en desplazarse de un lugar a otro, cuantas semillas necesita para poder sembrar un terreno, etc. Era común utilizar partes del cuerpo humano como unidades para medir: las longitudes de los antebrazos, pies, manos o pulgadas. Y así, las distintas tribus, pueblos o naciones tomaron como patrones los tamaños del cuerpo humano de sus respectivos reyes. El problema era que, por ejemplo el rey de un lugar no tenía la misma talla de pie que el rey vecino y para colmo, cuando el rey moría o era sucedido, cambiaba el tamaño de la unidad, pero no el nombre. Eran variables de una ciudad a la vecina, lo que suponía con frecuencia conflictos entre mercaderes, ciudadanos y los funcionarios del fisco. El objetivo del Sistema Métrico fue la unificación y racionalización de las unidades de medición, y de sus múltiplos y submúltiplos. Fue el resultado de las muchas reformas aparecidas durante el período de la Revolución Francesa, entre 1789 y 1799. Ningún otro aspecto de la ciencia aplicada afectó tanto al curso de la actividad humana tan directa y universalmente. En 1863 nuestro país adoptó por la ley Nº 52 el Sistema Métrico Decimal. La ley Nº 845 del año 1877 lo declara de uso obligatorio a partir del 1 de enero de 1878 y prohibe el uso de otros sistemas. A partir de 1960, el Sistema Métrico pasa a llamarse Sistema Internacional de Unidades, (conocido como S.I.). Argentina lo adopta con el nombre de Sistema Métrico Legal Argentino (SI.ME.L.A.) Es el constituido por las unidades, múltiplos y submúltiplos, prefijos y símbolos del SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) y las unidades ajenas al S.I. que se incorporan para satisfacer requerimientos de empleo en determinados campos de aplicación. Página 67 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli El SIMELA fue establecido por la ley 19.511 de 1972, como único sistema de unidades de uso autorizado en Argentina. Se parte de 7 unidades bases a saber: Las unidades derivadas que veremos son: MAGNITUD NOMBRE Superficie Masa Volumen SÍMBOLO m2 metro cuadrado gramo metro cubico g m3 Múltiplos y submúltiplos Medidas de longitud km Hm dam m dm cm mm Medidas de peso t q Mg kg hg dag g dg cg mg cl ml Medidas de capacidad Kl hl dal l dl Página 68 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Medidas de superficie km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2 Medidas de volumen km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 Medidas agrarias hm2 dam2 m2 Hectárea área centiárea De equivalencia entre capacidad, volumen y masa Capacidad Volumen Peso 1kl 1m3 1t 1l 1dm3 1 kg 1 ml 1cm3 1g Medidas de tiempo 1 día = 24 horas...1 hora = 60 minutos...1 minuto = 60 segundo Otras unidades son: la semana: 7 días el año común: 365 días la década: 10 años la quincena: 15 días el año bisiesto: 366 días el siglo: 100 años el mes : 30 días el lustro: 5 años el milenio: 1000 años Página 69 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli FÓRMULAS DE ALGUNAS FORMAS DEL PLANO FIGURA ÁREA (medida de la superficie) Cuadrado A l2 Triángulo A Rombo A Romboide A Rectángulo Paralelogramo Trapecio Polígono regular de n lados Circunferencia A Dd 2 Dd 2 P l l l l l 4 P l1 l2 l3 P l l l l l 4 P l1 2 l2 2 l1 l2 2 A bh P l1 2 l2 2 l1 l2 2 A bh P l1 2 l2 2 l1 l2 2 A Trapezoide bh 2 PERÍMETRO B b h 2 n l a 1 P a 2 2 π . r2 P l1 l2 l3 l4 P l1 l2 l3 l4 P l n π . diámetro Para Tales... la cuestión primaria no era qué sabemos, sino cómo lo sabemos. (Aristóteles) Página 70 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli SUPERFICIE LATERAL, SUPERFICIE TOTAL Y VOLUMEN DE LOS CUERPOS CUERPOS CUBO SUPERFICIE LATERAL (SL) SUPERFICIE TOTAL (ST) l2 4 l2 6 l3 perímetro de la base h SL Sup. de las 2 bases Sup. de la base h PRISMA perímetro de la base h PARALELEPÍPEDO PIRÁMIDE SL Sup. de las 2 bases perímetro apotema 2 SL Sup. de la base d h 2r h SL 2 r 2 r g SL r 2 VOLUMEN (V) SL Sup. de la base o l arg o alto ancho sup. de la base h 3 r2 h CILINDRO r2 h 3 CONO ESFERA 4 r 2 4 3 Página 71 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Trabajo Práctico Página 72 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 1) Mariela quiere colocarles puntillas a 15 mantelitos rectangulares. Cada mantelito mide 25 cm de ancho y 50 cm de largo. ¿Cuánta puntilla debe comprar? 2) Pablo es el dueño de un terreno rectangular que mide 12 metros de frente y 15 metros de fondo. a) Quiere alambrar el terreno con dos vueltas de alambre. ¿cuántos metros de alambre tiene que comprar? b) En la mitad del terreno quiere colocar césped. ¿cuántos m2 de césped necesita? 2 3) Un triángulo tiene la misma base y altura que un rectángulo de 15 m . Calcula el área del triángulo. 4) Una caja con forma de cubo contiene 200 gramos de caramelos. Si construyo otra caja duplicando las medidas de la caja anterior, ¿cuántos gramos de caramelos iguales a los primeros puedo poner en la caja nueva? 5) ¿Se puede guardar una pelota esférica de 5 cm de radio adentro de una caja cúbica de 7 cm de arista? Explica tu respuesta. 6) Marta camina todas las mañanas 10 km. Si cada cuadra mide 100 m y las calles que cruza tienen un ancho de 2 dam. ¿es cierto que caminando 20 cuadras con sus cruces, ida y vuelta, consigue su objetivo? Si no es así, ¿cuánto le falta caminar? 7) Los chicos de 6° colocan sogas alrededor de un sector del patio de la escuela para dedicarlo a jugar a la rayuela. Si usaron 34 metros de soga y el sector que delimitaron es cuadrado. ¿cuál es la medida d elos lados de ese sector? 8) a) Nacho dibuja varios cuadrados. Completa la tabla. b) Irene dibuja cuadrados cuyos lados son 6 cm más largos que los de Nacho. Completa la tabla 9) Matías dibuja un rectángulo y luego otro en el que cada lado mide el doble de las medidas originales. Completa las tablas Página 73 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 10) Con una cuerda de 90 cm de largo Ariel puede formar el borde de diferentes rectángulos. Completa la tabla. 11) Indica el área de cada figura usando el cuadradito negro como unidad de medida y responde: a) b) c) d) ¿cuál de las figuras tiene mayor área. ¿cuál de las figuras tiene menor área? Nombra dos figuras que tengan igual área. ¿cuál de las figuras tiene menor perímetro? A B C D 12) Para saber cuántos dal son 25 cl, Juan pensó lo siguiente: Explica usando la idea de Juan: a) ¿cuántos dal hay en 120 l? b) ¿cuántos dal hay en 12,5 cl? c) ¿cuántos hl hay en 50 dl? 13) Un auto consume 30 litros de nafta para hacer 330 kilómetros y otro auto consume 2000 mililitros de nafta para hacer 25000 metros. ¿cuál de los dos consume menos? Escribe lo que haces para responder el problema. 14) A los números que aparecen en las siguientes frases se les borró la coma. Coloca una coma en cada uno, para que las medidas sean reales: a) El peso de una lapicera es de 1250 gramos. b) La capacidad de una pileta de natación es de 25000 hl. c) El peso de una manzana es de 1255 gramos. Página 74 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 15) Completa escribiendo la unidad de capacidad que corresponde para indicar la cantidad total: 16) Cada cuerpo está formado por cubitos de 1 cm de arista. a) ¿cuántos cubitos de 1 cm de arista forman cada cuerpo?? b) ¿cuál ocupa más espacio? ¿por qué? 17) Lean los ingredientes de la receta y respondan: a) Si hay 250 gramos de harina de mandioca, ¿qué cantidad de harina es la que falta para los chipás? b) ¿qué cantidad de queso provolone hay que comprar si en la heladera hay 400 gramos? 18) En un almacén hay 12 botellas de agua mineral de 1,5 litros cada una. a) ¿cuántos litros faltan para legar a tener 1 hectolitro de agua mineral? b) ¿cuántos vasos de 30 cl de capacidad se pueden llenar con esas 12 botellas? c) ¿cuántas botellas de 1 litro de agua mineral y cuántas de ¾ l harían falta para tener la misma capacidad? Página 75 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 19) Esta caja se va a llenar con la arena que entra en de un cubo de 1cm3. ¿cuántas veces debe vaciar el cubo dentro de esta caja? ¿se logra llenar la caja? ¿por qué? 20) El contenido de un bidón con 5 litros de detergente se fraccionó en cuartos de litro y cada cuarto fue diluido con dos litros de agua. ¿cuántos litros de agua se necesitaron mara diluir el contenido del todo el bidón? 21) Una pileta de natación tiene 5 m de ancho, 10,5 m de largo y 2 m de profundidad. a) ¿cuántos metros cúbicos de agua entran en una pileta? b) Si quieren poner una guarda cerámica alrededor del borde de la pileta, ¿cuántos metros de guarda deben comprar? c) Para pintar la pileta es necesario calcular el área de las paredes y del piso, ¿cuál es el área que debe pintarse? d) Si 1 m3 de agua equivale a 1000 litros, ¿cuántos litros de agua entran en esa pileta? 22) Combinando figuras: calcula el área de las figuras sombreadas: c b a d e Página 76 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 23) Federico tiene que envasar 15 kg de mermelada de durazno y 12 kg de mermelada de frutilla. Se utiliza envases de vidrio de 450 gr, de ¼ de kg, de 12500 cg, de 1 kg y de ½ kg. a) Escribe la cantidad de envases que necesita de cada tipo, para la mermelada de durazno, sabiendo que utiliza un envase de 12500 cg. b) Escribe la cantidad de envases que necesita de cada tipo para la mermelada de frutilla, sabiendo que utiliza 8 envases de 1 kg. 24) Con la cuarta parde de la cantidad de jugo de una jarra se sirvieron hasta la mitad 3 vasos de 250 ml de capacidad. a) ¿Qué cantidad de jugo había en la jarra? b) ¿qué cantidad de jugo se utilizó para llenar los vasos? 25) Un bebé perdió 180 gr del peso que tenía al nacer, durante sus primeros 5 días. Al cumplir un mes pesaba 3,710 kg, 640 gr más de lo que pesaba en su quinto día de vida. a) ¿cuánto pesó al nacer? b) Si durante su primera quincena de vida aumentó 50 gr con respecto al peso que tenía al nacer, ¿cuánto llegó a pesar en esa quincena? 26) Lisandro tiene que tomar una medida de 7,5 ml de medicamento. ¿para cuántas dosis le alcanza un frasco de 15 dl? 27) De un rollo de alambre de 24 metros se cortan 20 trozos iguales. ¿cuántos centímetros mide cada trozo? NOCIONES DEL PLANO 1) Dibuja, si fuera posible, la (o las) figura que cumpla la condición enunciada. Si no fuera posible explica por qué. a) b) c) d) a) b) c) d) e) f) polígono romboide y paralelogramo. Dos semirrectas con igual origen incluidas en la misma recta u opuestas, pero no ambas. Cuadrilátero convexo con diagonales congruentes y no rectángulo. Es triángulo equilátero y con sus tres lados distintos. Dos segmentos colineales y no consecutivos. Un triángulo rectángulo y equilátero. Paralelogramo no rectángulo. rombo no cuadrado. cuadrado no rectángulo. Cuadrilátero convexo regular o de diagonales que se cortan mutuamente en partes congruentes, pero no ambas. 2) Escribe diferencias y similitudes entre los siguientes pares de formas del plano. FORMA DEL PLANO SIMILITUDES DIFERENCIAS Página 77 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 3) Responde : a) ¿Qué clase de cuadriláteros son equiláteros? b) ¿Qué clase de cuadriláteros son equiángulo c) ¿Qué clase de cuadriláteros son equiláteros y equiángulos? 4) Construyan un cuadrilátero convexo para cada una de las siguientes condiciones. a) Los cuatro lados congruentes. b) Cuyos lados opuestos no sean paralelos. c) Con un ángulo recto y un par de lados opuestos paralelos. ¿Es única la respuesta para cada uno de los casos? 5) Decide para cada una de las siguientes afirmaciones si es SIEMPRE, A VECES O NUNCA , verdadera. En caso de ser “ a veces” verdadera, dé un ejemplo con un dibujo en el que sea otro en el que no lo sea. Un rombo es trapecio. ( ................... ) Un polígono es un figura convexa. ( ................... ) Un cuadrado es un semirromboide. ( ................... ) Un paralelogramo es rectángulo. ( ................... ) Un trapecio es rombo. ( ................... ) Un semirromboide es paralelogramo. ( ................... ) Página 78 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Un polígono de 7 lados es cóncavo. ( ................... ) Un cuadrilátero que tiene sus diagonales congruentes es rombo. ( ................... ) Un cuadrilátero que tiene dos pares de lados consecutivos congruentes es romboide. ( ...................) 6) Completa: a) Si un paralelogramo es romboide entonces es ................................... b) Si un rombo es rectángulo entonces es.............................................. c) Si un cuadrilátero tiene dos pares de ángulos opuestos congruentes entonces es………………. 7) Completa la frase en cada caso con a veces, siempre o nunca, según corresponda. a) Dos ángulos suplementarios………………..son adyacentes. b) Dos ángulos adyacentes………………….son consecutivos. c) Dos ángulos consecutivos………………..adyacentes. d) Dos ángulos adyacentes de igual amplitud…………………..son llanos. e) Dos ángulos opuestos por el vértice…………………..son complementarios. f) Dos ángulos opuestos por el vértice suplementarios…………………..son rectos. Página 79 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Marco teórico y Trabajo Práctico Página 80 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli ACTIVIDAD 1 Correspondencias entre medidas de figuras En esta actividad te mostramos las figuras A, B, C y D dibujadas sobre un papel cuadriculado con cuadrados de 1 cm2, o sea de 1 cm de lado. a) ¿Cuál es el área y cuál el perímetro de cada figura? Completa con los resultados la siguiente tabla. FIGURA A B C D E ÁREA en cm 2 PERÍMETRO en cm b) Imagina que las mismas figuras se hubieran hecho sobre un papel tramado con cuadrados de 2 cm de lado. Dibuja esas nuevas figuras. ¿Crees que el área y el perímetro resultan el doble de los que figuran en el cuadro de la consigna a? Anota en tu carpeta qué te parece c) Calcula las áreas en cm2 y los perímetros en cm de las figuras que dibujaste en la consigna b. Con los resultados de los cálculos construí una tabla como la anterior y comprueba si tu predicción resultó cierta. d) Averigua ahora cómo varían el área y el perímetro de las figuras si se las dibuja en papel tramado con cuadrados de 3 cm de lado, y luego, de 4 cm de lado. Haz los cálculos y anota los resultados en una tabla. e) Reúnete con otros compañeros y distribuyan las figuras A, B, C y D del primer ejercicio. Cada uno deberá completar dos tablas como la siguiente para cada una de las figuras que le toque. Medida del Lado del cuadrado de la trama en cm 1 2 3 4 Área de la figura en cm2 Página 81 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Los datos reunidos en tablas como estas también pueden representarse mediante gráficos cartesianos. Seguramente ya tuviste oportunidad de observar que estos gráficos se construyen de la siguiente manera. 1. Se trazan dos ejes perpendiculares que se cortan en un punto considerado 0 u origen. El eje vertical se denomina y o eje de ordenadas, y el horizontal es el x o eje de abcisas. 2. Sobre ellos se marcan graduaciones con valores numéricos ordenados de manera que aumentan hacia la derecha en x y hacia arriba en y, partiendo del punto 0. Así se pueden encontrar puntos en el plano por la asociación de un par ordenado de puntos, como los pares que surgen de las tablas anteriores. • Recuerda que los números de la primera columna en la tabla son las abscisas y se representan sobre el eje x. Los de la segunda son las ordenadas y se representan sobre el eje y. f) Toma los datos de cada tabla que completaste en el punto anterior y representa los puntos correspondientes en un gráfico cartesiano. Recuerda hacerlo sobre papel cuadriculados. Observa los gráficos y responde las preguntas. 1. ¿Puedes asegurar que los gráficos de algún grupo representan correspondencias directamente proporcionales? ¿E inversamente proporcionales? ¿Y no proporcionales? Justifica las respuestas. 2. Escribe en tu carpeta cómo varían las áreas y los perímetros de las figuras cuando se duplica, triplica y cuadriplica la longitud del lado del cuadrado de la trama sobre la que se dibujan las figuras. ACTIVIDAD 2 Imágenes y dominio de una correspondencia En varias oportunidades has usado las palabras “correspondencia” y “corresponde”. Toda tabla que asocie valores de una cierta clase a valores de otra clase o de la misma, establece dos correspondencias: una que se lee de izquierda a derecha y otra que se lee en sentido contrario. En la tabla de la actividad a, la correspondencia 1, de izquierda a derecha, asocia los perímetros a las áreas, y la correspondencia 2, inversa, de derecha a izquierda, asocia las áreas a los perímetros. Ambas correspondencias también se pueden mostrar mediante pares ordenados de números y, a su vez, esos pares se pueden representar en gráficos cartesianos. a) Elige una de esas correspondencias y expresa con palabras qué pares de elementos se corresponden. b) Escríbelos como pares ordenados de la forma (x; y). Por ejemplo, en la figura a el par (x; y) sería (20; 24). Cuando un valor de y corresponde a un valor de x, se dice que ese valor de y es una imagen del valor de x. Por ejemplo, en la correspondencia 1 (en símbolos C1), los valores 20 y 28 son imágenes de 13; 20 es imagen de 24. c) ¿Cuál es la imagen de 24 en la correspondencia 1? ¿De qué valores es imagen 4 en la correspondencia 2? d) Escribí todos los pares de la correspondencia 2 entre los perímetros y las áreas de las figuras y responde las preguntas. 1. ¿Cuántas imágenes tiene 8 en esa correspondencia? 2. ¿Cuántas imágenes tiene 20? 3. Representa la correspondencia 2 en un gráfico cartesiano y observa cómo se ubican los puntos que representan dos áreas correspondientes a un mismo perímetro. Página 82 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Se llama dominio de una correspondencia al conjunto de valores que toma la variable x. Por ejemplo: cada correspondencia de la consigna a tiene un dominio que se puede enunciar explícitamente: el dominio de la correspondencia 1 es el conjunto formado por 4, 13, 24.. e) Escribe el dominio de la correspondencia 2. f) Elige dos de las tablas que construiste el punto a de la actividad 1, indica el dominio de cada una y escribe como pares ordenados los pares de valores que se corresponden. Como viste, existen diferentes tipos de correspondencias. En la siguiente actividad vas a usar estos dos elementos: dominio e imagen para caracterizar un tipo especial de correspondencias: las funciones. ACTIVIDAD 3 ¿Qué correspondencias son funciones? a) Escribe el dominio y el conjunto de imágenes de cada una de las correspondencias de las tablas. b) Observa las tablas en cada correspondencia y responde: ¿hay algún elemento de la columna “x” (conjunto de partida) con más de una imagen? Si es así, indica cuál es. ¿Hay algún elemento que es imagen de varios elementos del dominio? Si lo hubiera, indica cuál es. c) Revisa las correspondencias 1 y 2 de la actividad anterior. 1. ¿Hay alguna en la que se puede afirmar que “a cada elemento del dominio le corresponde una única imagen”? Si es así, indica cuál es la correspondencia. 2. Si alguna de esas correspondencias no cumple la afirmación, decí en qué falla. d) Buscá en tu carpeta las representaciones en coordenadas cartesianas de las correspondencias de la actividad 1 y observa cómo se puede reconocer en un gráfico de correspondencias cada una de las siguientes propiedades: 1. A cada elemento del dominio le corresponde una sola imagen. 2. A algún elemento del conjunto de partida le corresponde más de una imagen. e) Escribí tus observaciones Una correspondencia es función cuando a cada elemento del dominio le corresponde una y sola una imagen . Página 83 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli FÓRMULAS, TABLAS Y GRÁFICOS FUNCIONALES ACTIVIDAD 4 El lenguaje de las funciones El objetivo de esta actividad es trabajar el significado de algunos términos matemáticos que están relacionados con el estudio de las funciones tales como: correspondencia, variables independientes y dependientes, dominio e imagen de una correspondencia y función. a) observa las agrupaciones triangulares de puntos y agrega otra agrupación más que tenga 6 filas de puntos b) 1. Observa el número de puntos que está en la fila de la base de cada una de las agrupaciones y, a partir de tus observaciones, completa la tabla con los datos de todos los triángulos. . Tal como surge de la observación de la tabla anterior, los números de la columna de la izquierda así como los de la derecha toman distintos valores: por esta razón se denominan variables 2. Observa la tabla y responde: 2. 1. Según la posición que los números ocupan en la tabla, ¿cuál es la variable independiente y cuál es la variable dependiente? 2. 2. En Matemática, ¿qué letras se usan para designar, en general, a esas variables? 2. 3. Pensá si la correspondencia que muestra tu tabla es una función y explicá por qué. En general, para indicar una función numérica se utiliza la siguiente notación, f : A B, que se lee “función de A sobre B, con dominio A e imagen B” o bien y = f(x) que se lee “función de x con variable independiente x y variable dependiente y”. En el lenguaje simbólico de las funciones es lo mismo escribir y que f(x). Las funciones más frecuentes en Matemática son aquellas en las que a cada número de un dominio le corresponde otro número del conjunto imagen. Por ejemplo, la función …“siguiente de” …, tiene dominio en el conjunto de los números naturales y a cada número natural le hace corresponder otro número del mismo conjunto que es su siguiente. Página 84 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli En general, para indicar una función numérica se utiliza la siguiente notación, f : A B, que se lee “función de A sobre B, con dominio A e imagen B” o bien y = f(x) que se lee “función de x con variable independiente x y variable dependiente y”. En el lenguaje simbólico de las funciones es lo mismo escribir y que f(x). Las funciones más frecuentes en Matemática son aquellas en las que a cada número de un dominio le corresponde otro número del conjunto imagen. Por ejemplo, la función …“siguiente de” …, tiene dominio en el conjunto de los números naturales y a cada número natural le hace corresponder otro número del mismo conjunto que es su siguiente c) Analiza la siguiente situación y anota todos los datos que necesiten para poder resolverlo. Pensá en una familia de rectángulos que tengan la misma altura y ancho variable. Por ejemplo, la altura constante es de 3 unidades y el ancho x variable. La fórmula del área de esos rectángulos es Área = 3 x. Si el dominio de x fueran todos los números reales (racionales e irracionales) comprendidos entre 1,2 y 2,5. 1. ¿Es posible construir una tabla con todos los posibles valores x y los respectivos valores del área; es decir 3 x? 2. ¿Por qué? Actividad 5 Función Afín a) Observa estos tres gráficos que corresponden a diferentes funciones. 1. Perímetro de pentágonos regulares en función del lado. 2. Alto de rectángulos de perímetro 20 dm en función del ancho. Página 85 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 3. y = x + 3 es una función afín no proporcional b) 1. Selecciona la fórmula que representa cada función y cópiala debajo del gráfico. 2. Indica cuál es el dominio y cuál es el conjunto imagen. 3. Analiza cada caso y decide si se trata, o no, de una función de proporcionalidad directa. Justifica tus decisiones. Las funciones cuyos puntos [x,y] están alineados sobre una recta se denominan funciones AFINES. c) Lee las siguientes características de las funciones afines y fíjate si se cumplen en los ejemplos mencionados anteriormente. En cada caso define cuál es el dominio de la función. c1. En las ecuaciones correspondientes a las funciones afines, las variables x e y están elevadas a la primera potencia. c2. Si el dominio de una función afín es discontinuo (por ejemplo, los números enteros) la función no se representa por un trazo continuo, sino por puntos alineados. Habrás podido observar que en esos tres ejemplos el exponente de las variables x e y no se escribe porque se trata de la primera potencia y por lo tanto las ecuaciones que corresponden a esas funciones son ecuaciones de primer grado. Si definiste el dominio de la función en el conjunto de los números enteros, ese dominio es discontinuo y en ese caso la función quedará representada por puntos. En cambio, si en el dominio se incluyen todos los números reales, racionales e irracionales, la representación es un trazo recto continuo. Actividad 6 Elementos de las funciones afines En esta actividad estudiarás otras características de las funciones afines. Para realizarla te conviene trabajar sobre papel cuadriculado. a) Grafica en un par de ejes cartesianos la función afín = + Por tratarse de una función afín es suficiente que determines el valor de y para dos valores cualesquiera de x, por ejemplo 1 y 7, y traces las respectivas coordenadas. Verás que los dos puntos que obtengas te permitirán trazar la recta que grafica la función. b) A partir del trazado de la recta, ha quedado determinado un triángulo rectángulo de vértices (1,4) (7,6) y (7,4). Página 86 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Observa tu gráfico y resuelve lo que se pide en cada consigna: * Marca en el gráfico el ángulo que forma la recta con el eje x. Llámalo . * Fíjate cuánto mide cada uno de los catetos y anótalo en el gráfico. Si trabajaste bien, tu gráfico será como este: La resta (diferencia) entre las ordenadas (6 - 4) se representa por el símbolo (Δ es la letra griega delta mayúscula). La resta (diferencia) entre las abscisas (7 – 1) se representa por el símbolo . c) Observa el siguiente gráfico. Podrás comprobar que entre dos puntos cualesquiera que pertenezcan a la recta, se puede trazar un triángulo rectángulo. Tal como surge del gráfico, la razón de los catetos de cada triángulo tiene siempre el mismo valor, en este caso . Esa razón se llama pendiente de la recta (m). En símbolos: = donde m es el número que indica la razón entre las dos diferencias yΔ . Δ Observa que para un mismo valor de Δ la pendiente m depende directamente de . Si es un número pequeño, la recta estará poco inclinada con relación al eje x, en cambio, si es mayor, también es mayor m y la recta tendrá mayor inclinación. d) Calcula el valor que toma y en la ecuación = + cuando la variable independiente x vale 0. Es decir, calcula qué valor tiene la ordenada en el punto de abscisa 0. Página 87 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Ten en cuenta que a una función lineal le corresponde en símbolos la ecuación de una recta, por ejemplo, = + . Cuando la variable independiente x vale 0, la ordenada tiene el valor del término independiente, es decir, del término que no tiene x, en este ejemplo es , y el punto de coordenadas (0, ) pertenece a la gráfica de la función. Para el punto (0,y) en el que la variable independiente x tiene valor 0, se dice que y es la ordenada al origen. Se llama ordenada al origen al valor que toma la función para x = 0. En la ecuación de la recta, la ordenada al origen es el término independiente. Para recordar!!!! Por ejemplo, en la ecuación de la recta = 2 + 3, la variable dependiente es , la variable independiente es , el término independiente es 3 y la pendiente es 2. Ya el matemático griego Euclides (siglo IV a.C.) estableció que dos puntos de un plano determinan una única recta a la que pertenecen. Cuando se conoce la ecuación de una recta, para graficarla no es necesario construir una tabla de valores, sino que es suficiente con determinar dos puntos de ella, o bien un punto y la pendiente, es decir, el ángulo que forma la recta con la dirección horizontal. Por ejemplo, si se conoce un punto como la ordenada al origen y la pendiente de la recta, esos dos elementos son suficientes para graficarla. De este modo, para graficar la recta y = 3 x + 1, en la que la pendiente es 3, y la ordenada al origen es 1, conviene marcar primero 1 unidad hacia arriba en el sentido positivo del porque b = 1 es positiva. Ese punto de coordenadas (0,1) pertenece a la recta. A partir de ese punto se marcan 3 unidades hacia arriba y una hacia la derecha porque m = 3 es el cociente entre =3 = 1. e) Representa la recta = − – 2. Luego responde. 1. ¿En qué sentido sobre el eje y marcaste la ordenada al origen? ¿Por qué? 2. ¿Cómo usaste el valor de la pendiente para determinar las coordenadas de otro punto de la recta? Página 88 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Si una función lineal tiene pendiente positiva, la función es creciente, vale decir que si x2 toma un valor mayor que x1, entonces y2 es mayor que y1. Si una función lineal tiene pendiente negativa, la función es decreciente, vale decir que si x2 toma un valor mayor que x1, entonces y2 es menor que y1. ACTIVIDAD 7 Posiciones relativas de dos rectas En la actividad anterior aprendiste a representar una función lineal a partir del conocimiento de su ecuación. Ahora verás cómo identificar, mediante el análisis de las pendientes, pares de rectas paralelas y pares de rectas perpendiculares. a) Representa en un mismo gráfico las rectas = + = + , . ¿Qué elementos de ambas ecuaciones indican que las dos rectas son paralelas? b) Representa en un mismo gráfico las rectas = − – = − . ¿Qué elementos de ambas ecuaciones indican que las dos rectas son perpendiculares? c) Dadas las siguientes funciones lineales (todas ellas con dominio en los números racionales). I. 1( ) = − 2 II. III. IV. 2( ) = − f3 ( ) = 6 4( ) = 6 − 3 + 2 1. Indica la ordenada al origen y la pendiente de cada una de ellas. 2. Observando las ecuaciones, ¿puedes anticipar qué diferencia habrá en la representación de las funciones 1 2? 3. ¿Y en las de las funciones 3 4? d) Escribe las ecuaciones de dos rectas que sean perpendiculares y tengan distintas ordenadas al origen. e) Escribe las ecuaciones de dos rectas paralelas que sean decrecientes. ACTIVIDAD 8 Comportamiento de funciones En las siguientes tablas de funciones, elegí dos elementos distintos del dominio, teniendo en cuenta que el primero sea menor que el segundo. Compara los respectivos valores correspondientes. Página 89 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Habrás observado que en estas funciones, siempre que se toman dos valores del dominio de modo que uno sea menor que el otro, entre las imágenes se mantiene el mismo sentido de la desigualdad. Por ejemplo si a y b son elementos del dominio de la función g(x) y a es menor que b, entonces g(a) es menor que g(b). Por ejemplo, la función: f: Z → Z / f(x) = 2x + 2 es función creciente porque al crecer los elementos del dominio también crecen las respectivas imágenes. Por lo tanto se puede afirmar: Una función es creciente cuando para todo par de elementos a y b del dominio se verifica que si a es menor que b, entonces la imagen de a es menor que la imagen de b. En símbolos: a < b f(a) < f(b) Por el contrario, una función es decreciente cuando para todo par de elementos a y b del dominio se verifica que si a es menor que b, entonces la imagen de a es mayor que la imagen de b. En símbolos: a < b → f(a) > f(b). ACTIVIDAD 9 Continuamos analizando funciones a) Representa la recta correspondiente a la función que le asigna como imagen a cualquier número racional el número 5, es decir f: Q → Q; f (x) = 5. 1. ¿Qué valor tiene la pendiente de la recta? 2. ¿Cuál es la ordenada al origen de esa recta? 3. La gráfica, ¿corresponde a una función creciente? ¿Por qué? Como acabas de comprobar: Si una función está definida por la ecuación de una recta: y = f(x) = a0 (siendo a0 una constante), se verifica que para todo par a y b del dominio, si a < b es f(a) = f(b) = a0. La gráfica de esta función corresponde a una recta paralela al eje x, ubicada a0 unidades por encima o por debajo del eje x dependiendo de que el signo de a0 sea positivo o negativo. Página 90 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli Por ejemplo, al representar la velocidad de una partícula en función del tiempo ( ), si se desplaza con una velocidad constante de 2 ( ), la gráfica que se obtiene es una semirrecta paralela al eje x ubicada a 2 unidades de distancia de ese eje. Una función es constante si a todos los elementos del dominio les asigna la misma imagen a < b es f(a) = f(b). Una función constante no es creciente ni decreciente. b) Escribe tres funciones lineales que no sean constantes y sus correspondientes ecuaciones de rectas. 1. Señala en cada ecuación la pendiente y la ordenada al origen. 2. Representa las tres rectas. 3. Indica, en cada caso, cuál es el valor de y que corresponde al valor x = 0. Se llaman ceros de una función f a los valores x del dominio que satisfacen a la ecuación f(x) = 0. c) Grafica la función f(x) = 2 x + 1 indicando pendiente y ordenada al origen. 1. Busca la intersección de la recta y = 2 x +1 con el eje x, reemplazando y por 0. Verifícalo en el gráfico que hiciste. 2. Los pares (2, 5); (-1, 3), (- 1 , 0) ¿son algunas de las posibles soluciones de la ecuación y = 2x + 1? ¿Por qué? d) Escribe pares de valores que sean soluciones de cada una de las ecuaciones de las rectas que elegiste en la consigna b. ¿En qué punto cortan, cada una de esas rectas, el eje de las abscisas? ¿Y el eje de las ordenadas? e) ¿Se pueden hallar los ceros de las funciones observando su gráfico sin usar la fórmula? Justifica tu respuesta Página 91 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli ACTIVIDADES PARA RESOLVER 1) Este gráfico muestra la temperatura que se registró en Buenos Aires el 21 de junio de 2008. a) b) c) d) e) f) g) h) 2) ¿qué información brinda el punto A? ¿cuál fue la temperatura mínima ese día? ¿a qué hora se produjo? ¿A qué hora se registró la temperatura mínima? ¿en qué horarios la temperatura se mantuvo constante? ¿Qué temperatura hacía a las 6 de la tarde? ¿En qué horas la temperatura fue de 14°?? ¿En qué horas la temperatura superó los 12°? ¿Entre qué horas la temperatura fue bajando? Este gráfico representa la distancia recorrida por Marta y Juana durante los distintos momentos de una carrera. a) b) c) d) ¿cuántos kilómetros tiene la carrera? ¿cuánto tarda cada competidora en llegar a la meta? ¿en algún momento Marta va delante de Juana? ¿cuál es la velocidad media de cada competidora? Página 92 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 3) Determina en cuál de estos gráficos se puede observar una evolución positiva en la situación que analizan. 4) El director de una escuela contrato a un detective para que estudiara el caso del alumno Papo. Se comenta que participó del susto que le dieron a Lalo al salir de su casa. Por eso lo observa desde hace varios días. Papo hace una vida bastante rutinaria: va todos los días al colegio, que queda a 12 km de su casa. Permanece un tiempo allí y luego regresa. Por alguna circunstancia puede ser que se detenga en el camino de ida o de vuelta, pero esto rara vez ocurre. Papo va a la escuela caminando o en colectivo, o combina ambas posibilidades. El detective ha representado sus observaciones en un sistema de ejes cartesianos, que indica las horas del día en el eje horizontal y la distancia a la casa de Papo en el eje vertical. Estos son los gráficos correspondientes a los dos primeros días. Indica para cada día: a) ¿a qué hora sale Papo de su casa? b) ¿a qué hora llega a la escuela? c) ¿va en colectivo, caminando o combina ambas posibilidades? d) ¿a qué hora vuelve a su casa? e) ¿cuánto tiempo permanece en la escuela? f) ¿vuelve caminando o en colectivo? Página 93 de 94 Escuela Normal 9-002”Tomás Godoy Cruz” Nivel Superior Ingreso Profesorado de Educación Inicial y Educación Primaria 2014 Profesoras: María Loreto Calot, Silvina Fondere y Flavia Minatelli 5) El empleado de una remisería comienza a trabajar a las 9 de la mañana y anota en un gráfico la distancia a la que se encuentra en cada momento del día respecto de su casa. Éstos son los gráficos que presentó en el trabajo: a) Describe lo que pasó en cada día. b) ¿qué sucede el segundo día a las 15.30 horas? ¿cómo pueden interpretar ese gráfico? 6) Una empresa que se dedica a la reparación de electrodomésticos cobra $ 15 por la visita domiciliaria, más $ 10 por cada hora de trabajo adicional. Respondan a las siguientes consignas: a) Plantea una ecuación o fórmula que permita calcular el dinero que debemos pagar (y), en función de las horas trabajadas (x). b) Representa gráficamente la ecuación propuesta. c) Si el técnico permanece 5 horas en el domicilio, ¿cuánto se deberá abonar? d) Teniendo en cuenta el gráfico, ¿cuánto le cobraría a una persona por haberse acercado a la casa sin haber reparado ningún electrodoméstico? 7) Una piscina es llenada por una manguera en forma constante de modo que la altura alcanzada por el agua aumenta 20 cm por cada hora que transcurre. Si inicialmente el agua que había en la piscina llegaba a una altura de 1,2 m, ¿cuál es la ecuación de la función que determina la altura (h) del agua después de transcurridas t horas? 8) Si una empresa que transporta valijas establece sus tarifas de la siguiente manera: $ 8 por km recorrido y $ 12 por cada valija transportada, ¿cuánto costará trasladarse 100 km con una valija?, ¿y 200 km? Expresen la fórmula de la función que relaciona la distancia en kilómetros (km) y el valor del traslado. Página 94 de 94